淺談電力系統(tǒng)過電壓的產(chǎn)生與保護

王凌凱 許淳

摘 要：通過介紹過電壓的概念而引出過電壓產(chǎn)生的原因，然后通過對其原因的探究得出相應的控制策略，并且做到最終的保護。

關鍵詞：過電壓的產(chǎn)生 過電壓的保護

中圖分類號：TP2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（a）-0149-01

在我國電力系統(tǒng)工作運行的過程中，電氣設備不僅要承受工作電壓，還將會遭受到過電壓的傷害以及作用。這其中的過電壓就是作用于電力系統(tǒng)中的電壓，而過電壓還可以分為兩種：一種是內(nèi)部過電壓；另一種是雷電過電壓。這其中由系統(tǒng)中的諧振和開關操作上引起的過電壓就是內(nèi)部過電壓，該過電壓在數(shù)值上已經(jīng)超過了工作電壓的數(shù)值；而系統(tǒng)中有雷電所引起的過電壓就是雷電過電壓。

1 電力系統(tǒng)過電壓的概念

過電壓是指在一般情況下，電力系統(tǒng)經(jīng)常處于正常工作的狀態(tài)，而此時的電氣設備也在額定的電壓下處于絕緣的狀態(tài)，但是，當遭遇雷擊或者由于操作不當、參數(shù)配置錯誤等原因，就會造成電力系統(tǒng)中的一些特定區(qū)域的電壓值升高，最終超出電力設備的正常運行范圍。

過電壓分為兩種：一種是大氣電壓；另一種是內(nèi)部過電壓。而其中的內(nèi)部過電壓形成的主要原因則是斷線和姐弟使所發(fā)生的事故，合閘與拉閘時的操作以及一些存在的不可預測的系統(tǒng)影響因素，但是就是因為這一系列的問題，在電力系統(tǒng)中將會引起運行狀態(tài)上的變化，從而產(chǎn)生了系統(tǒng)局部性過高電壓，最終將會導致電力系統(tǒng)整體遭受到損害。而內(nèi)部過電壓還可以分為兩種：一種是暫態(tài)過電壓；而另一種是操作過電壓，它是由于電力系統(tǒng)中操作故障所引起的，最大的特點是隨機性較大；而大氣過電壓可以分為侵入雷電波、直接雷擊、感應雷擊這三種過電壓，并且該電壓還具備沖擊能力強、持續(xù)的時間短對系統(tǒng)的傷害大等諸多優(yōu)點。

2 過電壓產(chǎn)生的原因

2.1 操作過電壓產(chǎn)生的原因及解決措施

內(nèi)部過電壓中的操作過電壓不僅具有隨機性，還具有很高的頻率振蕩，并且衰減非常迅速。其中，這種操作過電壓產(chǎn)生的原因有很多，其中包括了以下幾點。

（1）切除空載電路的時候容易產(chǎn)生過電壓，這是因為由于在線路上殘留的電壓造成的。

（2）空載電路合閘上產(chǎn)生的過電壓是因為在合閘的時候，突然發(fā)生了回路上的高頻振蕩而造成的。

其中，采取的解決措施有： 使用滅弧能力強的高壓斷路器，而且要將電網(wǎng)中性點接地進行運行操作。

2.2 諧振過電壓產(chǎn)生的原因及解決措施

諧振過電壓是由于在電網(wǎng)中，電容和電感元件的參數(shù)組合不合理而產(chǎn)生的，從而最終導致諧振的產(chǎn)生，這種過電壓具有倍數(shù)高且持續(xù)時間長的特點。而引起諧振過電壓產(chǎn)生的原因有以下幾種：

（1）線性的諧振過電壓，是因為諧振回路是由輸電線路電感等一些不帶鐵芯的電感元件構(gòu)成的。

（2）鐵磁諧振過電壓，是因為在諧振回路中由帶有鐵芯的電感元件所構(gòu)成的，因此，帶有鐵芯的電感元件非常容易出現(xiàn)飽和的現(xiàn)象，這樣就會使得回路中的電感參數(shù)形成非線性的圖像。

（3）參數(shù)諧振過電壓，是由擁有周期性的電感元件和系統(tǒng)中的電容元件進行回路而構(gòu)成的。其中，解決諧振過電壓的措施有：第一，進行斷路工作的時候，必須保證斷路器的同期運作。第二，在并聯(lián)高壓電抗器的中性點上加裝小電抗，可以阻斷非全相在運行過程中工頻電壓的傳遞工作；第三，要阻止發(fā)電機生成自勵磁。

2.3 工頻過電壓產(chǎn)生的原因及解決措施

工頻過電壓產(chǎn)生的原因有以下幾個方面。

（1）工頻過電壓是由于長線路的電容效應和電網(wǎng)的運行方式的改變而引起的，其主要特點是持續(xù)時間長，但是對電氣設備的絕緣威脅性并不是很大。

（2）工頻過電壓如果是由于不對稱的短路所引起的，那么在單相斷路時，非故障相電壓就能夠達到很高的數(shù)值。但是，如果工頻過電壓是由甩負荷的瞬間而引起的，那么就會使得工頻電壓升高。

其中解決工頻過電壓的措施有以下幾點：首先，并聯(lián)高壓電抗器補償空載線路的電容效應；其次，靜止無功補償器補償空載線路電容效應；最后，變壓器中性點直接接地降低不對稱故障引起的工頻電壓升高現(xiàn)象。

2.4 大氣過電壓產(chǎn)生的原因及解決措施

大氣過電壓又稱為外部過電壓，包括對設備的直擊雷過電壓和設備上感應的過電壓。其中，雷電過電壓是最為明顯的一項內(nèi)容。而且雷電過電壓的保護是用來限制過電壓的一種最為重要保護措施。其中具體介紹以下幾種保護方式。

（1）架空送電線路的防雷保護。

架空送電線路的防雷保護措施主要有：采用避雷線，減少導線受到直擊雷的次數(shù)。由于雷擊事故中主要是一些單相接地，那么，電網(wǎng)中性點可以采用不直接接地的方式來進行避雷。

（2）變電站的防雷保護。

在變電站，對直擊雷的保護常常采用避雷線對侵入波采取防護措施。

（3）電纜線路的防雷保護。

電纜線路一般不會遭到直擊雷，因為雷電過電壓是從連接的架空線路進入的， 所以要對雷電侵入波進行有效的保護。

（4）架空配電網(wǎng)的防雷保護。

首先，要采用絕緣水平的絕緣子，這樣可以減少切除故障的時間，從而減少雷擊跳閘率和斷線等事故。

3 電力系統(tǒng)過電壓的解決措施

對于電力系統(tǒng)過電壓，我們應到高度的予以重視，首先要增加避雷器，而且要對變電站進行一些技術(shù)改造，還要同時加置氧化鋅避雷針、改變電容、電感參數(shù)。其次還要安裝防止操作過電壓保護裝置，以便徹底解決操作過電壓對電氣設備安全運行的危害。最后，還要在系統(tǒng)中性點裝上自動調(diào)諧接地補償裝置，這也是從根本解決這一問題的最好方式。

4 結(jié)語

隨著我國電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展與進步，由于過電壓的存在，它將會使電氣設備受到損，害，使得壽命縮短，甚至還會直接摧毀電力系統(tǒng)。因此，我們必須要限制和預防過電壓的產(chǎn)生。

參考文獻

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