浅析低压系统过电压的防治策略

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皇王研墓一 ＿
浅析低压系统过电压的防治策略
内蒙古国电电力工程技术研究院继保 所
压防治和谐振过 电压防治两个方面提 出低压 系统的过 电压 防治策略 ，为相关工作者提供参考。
【 关键词】火 电厂 ；低压系统 ；过 电压
尹航极
郭变清
【 摘要】低压系统作为火 电厂 电力系统的重要组成部分 ，其过 电压现象 的产 生将对整个 电力 系统 的稳定运行产 生重要影响 ，文章则结合笔者实际工作 经验 主要从谐波过 电
用。
（ ３ ） 对 于 已运 行 系 统加 装 有 源 滤波 装 置 存在 施 工难 度 大 、工 期较 长等 问题 的 ，可 以 采取 加装 浪涌 保护 器 的措 施 。与 有源 滤波 器 相 比 ，电涌 保 护器 体 积小 、重 量 轻 ，加装 所 需施 工 周 期短 ，每 段Ｐ ｃ 母 线 需要 一天 ；施 工 简 单 ，只 需在 原Ｐ ｃ 段 电源 进线 柜 内用 卡 条 固 定 浪涌 保 护器 一 套 。采取 这种 方 式 ， 当系统 有过 电压发 生 时 ，装置 能 将超 出的 电压 “ 泄 放 ” ，在最 大 程度 上 防止 过 电压 对系 统 、设 备造 成损 害 。 （ ４ ） 改变谐 波源 的配置 或工作 方式 。把具 有 谐波 互补 性 的 装置 集 中使 用 ，否 则应 适 当 分散 或 交 替使 用 ，适 当 限制波 量 大 的工作 方
ｗｅ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｈ ｉ ｇ ｈ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｌ ｉ ｎ ｅ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｄ
坏为 止 ， 因此谐 振 过 电压是 一 种 比操作 过 电 压持 续 时 间长 的暂 时过 电压 ，它 的危害 性不 仅 取决 于它 的 幅值 ，还 取 决于 它 的持续 时 间 的 长短 。谐 振 过程 不仅 会产 生 过 电压危 及 电 气 设备 的绝 缘 、产 生持 续 的过 电流 而烧 毁 设 备 ，而 且还 可 能影 响过 电压 保 护装 置 的工 作 条 件 。Ｐ Ｔ 饱 和 引起 的铁 磁 谐振 会产 生 诸 多危 害 ，如 虚幻 接 地现 象 、接 地指 示误 动作 、Ｐ Ｔ 严重 过热等 。 目前 限制 中性 点 不接 地配 电网 中由Ｐ Ｔ 饱 和 引起 的铁 磁 谐振 的措施 主要 是 从 以下两 个 方 面着 手 ： 改变 系统 参数 和操 作 程序 ，从 电 气 设 计和 运行 上 避开 谐振 区；增 大 网络 阻尼 效 应 。具 体措施 常有 以下几种 ： （ １ ） 选 用 励 磁 特 性较 好 的 Ｐ Ｔ ， 或采 用 电 容 式 电压互感 器 （ 简称Ｃ Ｖ Ｔ ） 。过 去认为 改用 Ｃ ｖ Ｔ 能彻 底根 除铁磁谐 振和 保险丝 熔断 现象 ， 但 现场 实际 运行经 验表 明 ：运 行中Ｃ Ｖ Ｔ 仍然存 在 高压 保 险 丝熔 断现 象 ， 同时 由于Ｃ Ｖ Ｔ 的引 入 ，给配 电网带 来 其它 许多 新 问题 ，如 ：在 配 电网的 电压 等级 范 围内 ，Ｃ Ｖ Ｔ 的生产 成本通 常 高于普 通 的 电磁 式Ｐ Ｔ ，尤 其是 在 ｌ Ｏ ｋ Ｖ 等级 中 ，两 者 的成 本差 异更大 ；Ｃ Ｖ Ｔ 的瞬变 响应特 性较 传 统的 电磁 式Ｐ Ｔ 差 ，测 量精 度 也不 如后 者 ；Ｃ Ｖ Ｔ 的运 行可 靠性不 如 电磁 式Ｐ Ｔ ， 目前 由 于受Ｃ Ｖ Ｔ 设计 水平 、制造 工艺等 多种 因素 的影 响 ，在 运行 中其 故 障率 远高 于传 统 Ｐ Ｔ ， 国产 Ｃ Ｏ Ｔ 的制造质 量有 待进 一步提 高；在 中性点 不 接地 的配 电网系统 中 ，Ｃ Ｖ Ｔ 容 易发生 自谐振 ， 造 成设 备损 坏 。 因此 ，在配 电网 中如果 能采 取 有效 措施 抑￥ ］ １ Ｐ Ｔ 饱和 引起 的铁 磁 谐振 ，应 该 优先 使用 电磁 式 Ｐ Ｔ ，在 ｌ Ｏ ｋ Ｖ 等级 配 电 中更 应如此 。 （ ２ ） 在Ｐ Ｔ 开 口三 角 绕 组 端 口接 入 电阻或 消 谐装 置 。正 常运 行时 ，电阻 不起 作用 ，一 旦 出现 零序 电压 时 ，这 个 电阻才 接 入 ，起 阻 尼作 用 ，可 见 正常运行 时 ，Ｒ 不会消耗 能量 。 当Ｒ ＝ Ｏ 时 ，Ｐ Ｔ 的Ｌ 为 漏感 ，三 相相 等 ，就 不会 出现 过 电压 ，可 见Ｒ 越小 ，抑制 过 电压 的效 果 越 好 。但是 由于 中性 点不接 地 电 网发生 单相 接 地时 允许 带 故障 运行 两 小时 ，为 了避 免Ｐ Ｔ 过 热烧 毁 ，不 允许 过 小 的电 阻接在 开 口三 角 绕 组上 。我 国 《 电力设 备过 电压 保 护设 计技 术规 程 》Ｓ Ｄ Ｊ ７ － ７ ９ 建议Ｒ ≤Ｏ ． ４ ｘ ｍ ，其 中ｘ ｍ 为Ｐ Ｔ 在 线 电压 下每相 励 磁感 抗换 算 至开 口三 角 绕 组 两端 的值 。对 电压较 低 的 电网 ，为 了取材 方 便 ，可选 用满 足 开 口三 角绕 组 容量 要求 的 普通 照 明灯 泡安 装 在每 台Ｐ Ｔ 的开 口三角 绕 组 上 。利 用钨 丝 电 阻在 由冷转 热 状态 下 电阻增 大 的特 性 ，达 到消 谐 的 目的 。 目前 ，还 有 不 少 单位 研制 了专用 的 消谐装 置 ，主 要 是根据 开 口三 角绕 组 电压 的大 小 和频 率 ，投入 相应 的 电阻和 电容阻尼 或破坏谐 振 。
式。
（ ５ ） 提高系 统和设 备 的抗 谐波能 力 。 ２ ． 谐 振过 电压防 治策略 分析 在 中性 点不 接地 的配 电网 中 ，由 电磁式 电压 互 感器 Ｐ Ｔ 饱和 引 起 的铁磁 谐 振过 电压 一 直 是威 胁 电网 安全 运 行 的主要 隐 患之 一 ，它 严 重影 响着 电网 的安 全运 行 。谐 振过 电压不 仅在 进 行操 作 或 发生 故障 的过程 中产 生 ， 它 还 可 能在 过渡 过 程结 束后 的 较长 时 间 内稳定 存在 ，直 到发 生新 的操作 ，谐 振 条件 受 到破
谐 波 过 电压 、铁 磁 谐 振 过 电 压 、 操 作 过 电压 等会 造 成 断路 器等 重 要设 备 的损害 ， 甚 至是 威胁 火 电厂低 压系 统 的安 全运 行 。 因 此 ，有 必要 根 据过 电压产 生 的原 因及 过程 提 出防治 的 方法 ， 以避 免 电力 事故 的发 生 ，提 高低 压系 统的稳 定性 。 １ ． 谐波过 电压 防治策略 分析 随 着 电力 技 术 的 发 展 ， 以 及 各 种 换 流 器 、变 频 器等 设 备 的广泛 应 用 ，使谐 波 成为 了低 压系 统 的公 害之 一 ，谐 波 电流在 一 定 的 条 件 下会 引 起线 路谐 波放 大 及 系统 的谐 振 ， 从而 产生 保 护误 动作 或 断路 器等 设 备损 坏 ， 谐波 含量 较 大时 还会 造 成绝 缘 介质 的 老化 或 击 穿 。 因此 ， 需要采 取 以下 策 略避 免此 类 事 故发生 ， 以提 高设备 寿命 。 （ １ ） 在 并联 电容器 电路 中串接 电抗 器 。 由 于并 联 电容 器对 谐 波 电流 和 电压 都有 放大 作 用 ，产 生过 电流 和 过 电压 ，危 及 系统 运行 和 设备 安全 ，因此 ，在并 联 电容 器 电路 中 串接 电抗 器 是有 效 降低 电容 器 对谐 波放 大 的主 要 措施 。 （ ２ ） 在 谐波 源附近 装设 交流滤波 装置 或有 源滤 波 器 ，用 以吸收 谐波 电流 ，使谐 波 电流 不 能进入 系 统 。特 别 是有 源滤 波 装置 完全 克 服 了无源 滤 波 装置 的 所有 弊端 ，独立 于系 统 阻抗 ，没有 过 载和 谐 振危 险 ，谐 波更 灵活 有 效 ，响 应速 度 快 ，不仅 能 动态 分 相滤 除谐 波 和补 偿无 功 ， 还 能解 决三 相不 平 衡 、闪变 、 电压 波 动等 电能质 量 问题 ，应 该 广泛 推广 使