电力系统过电压的危害及其防止对策

电力系统过电压的危害及其防止对策

摘要：过电压对电力系统的危害性是很大的，对其进行深入分析并研究相应的对策，一直是广大电力工作人员关注的焦点。故笔者结合多年工作经验，对电力系统常见的两种过电压防止措施进行了总结，以供参考。

关键词：过电压内部过电压大气过电压保护

引言

电力系统的电气设备在运行中除了承受工作电压外，还会遭到过电压的作用和侵害。过电压的存在，它将使电力系统运行的电气设备绝缘受损，设备寿命缩短，甚至造成停电事故，摧毁电力设施。因此，深入分析过电压对电力系统造成的危害，并采取各种措施对其进行预防对于保障电力系的安全稳定运行有着重要的的意义。

2、过电压对电力系统的危害

过电压对电力系统的危害性是很大的，如内部过电压关系到电力系统中各种电气设备绝缘水平的选择，直接影响造价和投资。如果没有适当的保护设施，万一引起设备事故，其后果更是不可设想，将有可能造成长时间停电或主要设备的严重损坏事故，损失将无法估计。

对电力系统来说，雷电的危害性就更大了，当电力系统遭到雷击时，有可能造成发电机、电力变压器、断路器和其它电气设备绝缘损坏，线路上的绝缘子也会因雷击而发生闪络或碎裂、导线烧断和木质电杆被雷劈裂等事故。以上这些事故都将使电力系统长时间停电，给工农业生产造成巨大的损失，同时检修和更换损坏的设备亦需要花很大的人力和物力。

过电压防止对策

为了保证电力系统发供电的安全，对内部过电压和大气过电压都必须采取相应的保护措施。

3.1 内部过电压的保护措施

为了限制和降低切断空载线路时的过电压，可使用有并联电阻的断路器、磁

吹避雷器或金属氧化物避雷器、并联电抗器、电压互感器以及自耦变压器。以上这些措施可将切断空载线路时的过电压限制到2.5倍相电压以下。

切断电感负荷时的过电压，因其多为持续时间甚短的高频振荡波，对绝缘的作用与雷电冲击波相似，所以完全可以用磁吹避雷器或金属氧化物避雷器予以限制，必要时也可以用普通避雷器来限制。装有并联电阻的断路器，也可以有效地限制切断电感负荷时产生的过电压。

在中性点不接地的电力系统中发生单相接地电弧时所产生的过电压，对电气设备和线路绝缘一般是没有什么危险的。要是中性点经消弧线圈接地，大部分情况下不会破坏正常运行而迅速消除单相的瞬时接地电弧，并且限制这种过电压值不超过2.3倍相电压。

消除由于变压器电压的一相“反倾”而产生的过电压的方法是改变电力网中电感与电容之比，并利用电阻使回路中损失增大从而限制振荡。

在超高压远距离输电中，动态过电压有很大危害性，必要时应采用并联电抗器或速断继电保护等措施予以限制。为了限制当无阻尼线圈的水轮机不对称短路时所产生的动态过电压，可以在发电机转子纵轴及横轴上安装阻尼线圈，这样电机中的高次谐波振荡就不会发展了；或将系统中的有关参数加以改变，使其错开与谐波共振的机会，也能够使这种过电压降低。

为防止铁磁谐振引起设备烧损，除应保证断路器三相同期动作外，在中性点直接接地系统中，应尽量使电力网在各种情况下，不致形成孤立的中性点不接地的电力网。在中性点非直接接地系统中，则可根据具体情况选用下列措施：

选用励磁特性较好的电磁式电压互感器或只使用电容式电压互感器。

在电磁式电压互感器的开口三角中一般加装一个适当的电阻，电阻值R应≤0.4Xm，（式中Xm为互感器在线电压下单相绕组的励磁电抗）。对35kV及以下的电力网，R值一般在10-100Ω的范围内。在中性点位移电压超过一定值时，可用零序电压继电器将电阻投入1min，然后再将它自动切除，亦可加装消谐装置。

在个别情况下，可在10kV及以下的母线上，装设一组三相对地电容器，如果有电缆段时，应充分加以利用，使XC0/ Xm＜0.01，一般即可消除谐振条件（式中XC0为零序电容阻抗）。

在选择消弧线圈安装位置时，应尽量避免电力网的一部分失去消弧线圈运行的可能性。

采取临时性的倒闸措施，如调度部门可根据系统接线情况，投入事先规定好的某些线路或设备等，以改变系统参数，避免发生共振。

特殊情况下，可将系统中性点瞬时改为经电阻接地。

3.2 防止大气过电压的保护措施

为了防止架空电力线路的雷害事故，其基本方法是装设接地的避雷线，改善接地装置，合理地提高线路的绝缘水平，消除绝缘弱点以及广泛采用自动重合闸装置等。

对发电厂或变电所配电装置防止直击雷的方法，是装设避雷针或避雷线；防止侵入雷电波（即进行波）的方法，是在母线上装设阀型避雷器或金属氧化物避雷器和在进线段上加装完善的保护设施，同时还应认真做好绝缘配合工作。

对于直配旋转电机的防雷保护除了必须具有完善的进线保护以外，还应采用性能良好的阀型避雷器或金属氧化物避雷器，来保护电机的主绝缘，同时还应考虑装设电容器和中性点避雷器，以保护匝间绝缘和中性点绝缘。

对配电网的防雷保护，除了对配电变压器高低压侧以及柱上断路器必须装设避雷器或放电间隙保护外，对配电线路本身主要应适当提高其绝缘水平，广泛采用重合闸，争取大力减少断线和停电的事故。

4、结束语

在具体选择电力系统的防雷保护措施时，应按照本地区雷电活动情况、电力网结构特点以及有无消弧线圈、自动重合闸装置等条件，结合过去的运行经验，进行充分的技术经济比较后再来确定，必须认真贯彻因地制宜的原则。

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