配電線路過電壓保護(hù)探討

張帥

【摘 ?要】目前，我國的綜合國力的發(fā)展迅速，電力行業(yè)的發(fā)展也有了一定的改進(jìn)。隨著現(xiàn)代科學(xué)社會(huì)的不斷發(fā)展及進(jìn)步，各類新技術(shù)及設(shè)備已經(jīng)被逐漸廣泛使用，在方便人們?nèi)粘Ｉ畈⑼苿?dòng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的同時(shí)，也會(huì)將社會(huì)對于電能的實(shí)際需求增加。電力基礎(chǔ)設(shè)施的不斷加強(qiáng)以及完善，讓配電網(wǎng)覆蓋范圍逐漸廣泛，也使得配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行環(huán)境逐漸復(fù)雜化。配電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行中，會(huì)被各類因素影響，導(dǎo)致電壓出現(xiàn)故障，對電力供應(yīng)安全性及質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，需要電力工作人員高度重視。

【關(guān)鍵詞】配電線路;過電壓保護(hù);探討

引言

雷擊時(shí)產(chǎn)生雷電過電壓，線路絕緣子表面上會(huì)流過雷電流和雷電流之后的工頻續(xù)流，從而使線路絕緣子遭到損傷，而且因?yàn)榻^緣子表面污穢很厲害，電場也會(huì)受畸變的影響，導(dǎo)致雷電建弧率提升，嚴(yán)重程度過大的話就會(huì)完全破壞絕緣子。于是一種簡單且可靠的實(shí)用防雷技術(shù)出現(xiàn)，把一對鍍銅可調(diào)球型間隙并聯(lián)在線路絕緣子串兩頭，讓這個(gè)間隙的沖擊放電電壓比絕緣子遭雷擊時(shí)的放電電壓略低，這樣，在發(fā)生雷擊線路時(shí)，并聯(lián)間隙引弧角把電弧引到間隙的位置，這樣電弧就沒有辦法灼傷絕緣子串了。而且在雷電擊穿時(shí)，間隙擊穿它屬于純空氣擊穿的一種，會(huì)受風(fēng)力、電動(dòng)力的因素影響，電弧被引弧角引來，并被拉長，這樣便于電弧熄滅，降低雷擊建弧率。同時(shí)，由于純空氣間隙去游離強(qiáng)，線路在跳閘之后，間隙絕緣立刻復(fù)原，增加重合閘重合成功率，所以這一技術(shù)既能有效保護(hù)絕緣子，延長其壽命，還能提高線路重合閘成功率。

1高壓變頻器的過電壓概述

高壓變頻器內(nèi)產(chǎn)生的過電壓主要是因?yàn)殡娏﹄娮悠骷陂_關(guān)過程中產(chǎn)生電壓情況，可分為換相過電壓以及關(guān)斷過電壓。而電力電子元件是保證高壓變頻器正常穩(wěn)定工作的重要器件，可以說是最貴重的器件之一，如果高壓變頻器的電子器件受到損壞，不僅會(huì)影響高壓輸電線路的輸電情況，還會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。并且因?yàn)楦邏鹤冾l器中的電子器件比較容易受到電壓的影響，所以，必須對高壓變頻器采取一定的過電壓保護(hù)，降低高壓變頻器中的過電壓對電子器件的影響，減少電子器件的故障可能性。目前，高壓變頻器中最常用的過電壓保護(hù)就是對所有電子器件設(shè)計(jì)相對獨(dú)立的ZnO壓敏電阻，將ZnO壓敏電阻和電子器件串聯(lián)在一起，達(dá)到降低電壓，保護(hù)電子器件的目的。但是這種保護(hù)方式有一個(gè)重要的缺陷就是會(huì)使高壓變頻器中的ZnO壓敏電阻的數(shù)量增加，使保護(hù)系統(tǒng)過于龐大，提高了過電保護(hù)的成本投入，經(jīng)濟(jì)效益較低。并且電子器件的耐壓程度比較有限，有可能會(huì)使ZnO壓敏電阻內(nèi)的殘留電壓提升，所以，計(jì)算ZnO壓敏電阻選型時(shí)也比較困難。實(shí)際上，設(shè)計(jì)高壓變頻器的過電壓保護(hù)工作時(shí)，一般要按照以下步驟進(jìn)行：第一，確保直流母線的電壓比較充足，才能保證有效控制電子器件，使其完全應(yīng)用到高壓變頻器中;第二，在保證母線電壓充足的情況下，要確保電力電子元件只能處于開和關(guān)兩種控制狀態(tài)下，嚴(yán)禁跳躍，才能防止出現(xiàn)直通情況。

2分析配電線路中的過電壓保護(hù)策略

2.1將線路絕緣強(qiáng)化

線路絕緣的強(qiáng)化一般會(huì)涉及到造價(jià)問題及成本問題，從經(jīng)濟(jì)層面分析，若想將線路絕緣水平加強(qiáng)，就需要保證線路能夠正常運(yùn)行，并能夠保證內(nèi)電壓基本要求，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行全面并綜合分析。若將線路絕緣水平盲目性提升，將會(huì)適得其反。所以，在線路絕緣能力強(qiáng)化的過程中，需要保證有效性及合理性，對各類因素進(jìn)行全面并詳細(xì)的分析，保證線路絕緣強(qiáng)化的有效性及合理性，進(jìn)行各類因素的詳細(xì)分析。例如，若想將線路當(dāng)中的絕緣子串實(shí)際沖擊絕緣強(qiáng)度提升，則可以利用木桿將水泥桿進(jìn)行代替，弱項(xiàng)將木桿實(shí)際絕緣性提升，則需要盡量不使用鐵桿，避免在雷電沖擊過程中，雷電流超過平均電場強(qiáng)度，才能將木桿電弧維持。所以，需要使用與實(shí)際情況相符的木橫擔(dān)確保木板平均電場強(qiáng)度滿足基本需求，只有這樣才能保證木桿線路實(shí)際安全性，更不會(huì)出現(xiàn)雷擊導(dǎo)致的跳閘問題。

2.2進(jìn)行自動(dòng)重合閘的安裝

在雷擊之后出現(xiàn)閃絡(luò)情況之后，若想讓線路絕緣子在線路跳閘后將絕緣性能恢復(fù)，就需要在線路當(dāng)中進(jìn)行自動(dòng)重合閘的有效安裝。需要重視的是，自動(dòng)重合閘裝置存在一定成功率，成功率約為70%。為了將停電頻率降低，保證供電性能，就可以采用自動(dòng)重合閘裝置完全實(shí)現(xiàn)。根據(jù)相關(guān)事件及相關(guān)數(shù)據(jù)表明，進(jìn)行單向自動(dòng)重合閘的安裝，可以對中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的單相雷擊閃絡(luò)進(jìn)行有效使用，將雷擊對線路產(chǎn)生的不利影響降低，不僅僅能夠確保供電質(zhì)量，還需要將線路檢查工作量降到最低，將電力系統(tǒng)實(shí)際維護(hù)成本降低。

2.3裝置功能及應(yīng)用

1）應(yīng)用到雷擊多發(fā)線路防止雷電打壞線路絕緣子，降低電線路雷害事故。配電線路在遭受雷擊時(shí)，為了讓絕緣子的沿面免受閃絡(luò)且不會(huì)被打壞，可將絕緣子的兩頭并聯(lián)上FLJ保護(hù)間隙，通過調(diào)整間隙的雷電全波沖擊動(dòng)作值，讓其沖擊動(dòng)作值比絕緣子的雷電沖擊閃絡(luò)電壓低5%左右，雷擊時(shí)，間隙把雷電電流泄入大地，從而保護(hù)了絕緣子。所以，用球型間隙保護(hù)線路，便于接地電弧熄滅，恢復(fù)線路正常，因?yàn)殚g隙擊穿屬于純空氣間隙擊穿，受電動(dòng)力、風(fēng)力和空氣的去游離影響，它的熄弧能力比絕緣子的沿面熄弧能力強(qiáng)，再配合合理的中性點(diǎn)接地方式和其他防雷措施，能大大提高可靠性。2）對線路特殊進(jìn)線段設(shè)置保護(hù)，用來預(yù)防雷電侵入波對設(shè)備的危害。在雷電多發(fā)區(qū)，因?yàn)槔讚粼斐勺冸娝镏饕姎庠O(shè)備損壞，而且這樣的事故頻繁發(fā)生所造成的影響很大。變電所電氣設(shè)備和線路在絕緣的配合上有著問題，現(xiàn)在絕大多數(shù)的線路為了降低雷擊閃絡(luò)率，采取的方法是把配電線路上的絕緣水平提高，比如在10kV的線路上多數(shù)選擇P-20或者SC210支柱式的絕緣子，P-20和SC210絕緣子的雷擊放電電壓的50%分別為182.58kV和255.73kV，但變壓器在10kV雷擊耐壓值是75kV，如若近區(qū)線路受到雷擊，而避雷器的承受能力低于雷電波的陡度與幅值，盡管避雷器會(huì)發(fā)生動(dòng)作，但是雷電過電壓得不到明顯的衰減和泄放，變壓器本身承受的雷電沖擊電壓會(huì)超出其雷電沖擊耐受值，從而打壞變壓器。通過采用配電型可調(diào)過電壓保護(hù)間隙去解決問題。先要對配電線路進(jìn)變電所的前10級桿塔安裝特殊的進(jìn)線段保護(hù)，在讓可調(diào)式保護(hù)間隙的保護(hù)和絕緣子雷電沖擊動(dòng)作值相互配合在6～10級的桿塔上，使間隙雷擊動(dòng)作值比絕緣子的雷電沖擊值低5%左右，從而使絕緣子在雷擊時(shí)不被打壞，而從第5級桿塔開始，一級一級地降低可調(diào)式保護(hù)間隙的雷電沖擊動(dòng)作值到終端桿，再配合變電所主設(shè)備的防雷措施，從而使變電所主設(shè)備免受線路侵入的雷電波危害。

結(jié)語

綜上所述，根據(jù)高圧變頻器的實(shí)際情況做好過電壓保護(hù)和控制工作，可以在很大程度上保證中性點(diǎn)箱位三電壓的穩(wěn)定性，進(jìn)而確保高壓變頻器安全穩(wěn)定的工作狀態(tài)和使用性能。這樣才能保證輸電線路的穩(wěn)定和安全，保證電力供給的持續(xù)性。因此，相關(guān)部門和工作人員必須重視對高壓變頻器的過電壓保護(hù)和控制工作，盡量減少高壓變頻器的故障概率，提升高壓變頻器的應(yīng)用能力，才能為國家發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步提供推動(dòng)力。

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[2]鄧學(xué)明.淺談低壓配電線路的雷電過電壓保護(hù)問題[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（02）：206.

（作者單位：黑龍江省寶泉嶺電業(yè)局有限公司名山鎮(zhèn)供電所）