馬琳琳

大慶油田電力集團電力營銷公司讓胡路營業(yè)所

試論電力系統(tǒng)過電壓的產(chǎn)生與保護

馬琳琳

大慶油田電力集團電力營銷公司讓胡路營業(yè)所

文章首先闡述了過電壓的概念，并簡單介紹產(chǎn)生原因與類型，為制定保護措施打下基礎。其次重點介紹幾種常見過電壓的生成原因與保護方案，從技術角度分析了避免過電壓產(chǎn)生的方法，具有極強的可行性?？山鉀Q電力系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)中受到電磁干擾的問題，營造安全穩(wěn)定的使用環(huán)境。

電力系統(tǒng)；過電壓；保護技術

一、電力系統(tǒng)過電壓的概念

用電設備在導通情況下內(nèi)部會有電流經(jīng)過，由于供電系統(tǒng)組成線路眾多，除正常流經(jīng)的電壓外，還會產(chǎn)生一部分干擾電磁波。也就是常說的過電壓。電力系統(tǒng)的承載能力是有限的，當加上這部分過電壓后很容易發(fā)生危險，設備的某部分電壓突然增高，而其他部位不變。這種情況并不屬于正常運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)繼續(xù)供電很容易被損壞。

過電壓可能是由系統(tǒng)故障造成的，電力系統(tǒng)大部分設備導線暴露在室外，發(fā)生雷雨天氣后很難保障其安全。根據(jù)產(chǎn)生形勢將其分為兩種，首先是受天氣環(huán)境影響出現(xiàn)的大氣電壓。其次是故障造成的內(nèi)部電壓，在導線分部密集的部分最容易產(chǎn)生，會影響到電壓的正常流動，造成設備內(nèi)部環(huán)境紊亂，電力系統(tǒng)不能正常使用。工作人員在閉合導通裝置時有瞬間電壓產(chǎn)生，要大于正常使用的量，并且在電力系統(tǒng)中長時間存在，并不會隨著使用時間增長而消失。通過檢測電力系統(tǒng)的電磁波可察覺到過電壓，系統(tǒng)故障和操作原因產(chǎn)生的過電壓都可以通過技術手段避免。但雷電擊中產(chǎn)生的瞬間電壓增大則很難徹底解決，需要在電力系統(tǒng)中安裝合理的避雷設施，并保障可應對雷電災害。

二、過電壓產(chǎn)生的原因

1、操作過電壓產(chǎn)生的原因及解決措施

電力系統(tǒng)在使用中容易受過電壓的影響，下面以內(nèi)部產(chǎn)生因素為例，詳細分析產(chǎn)生的原因以及各種突發(fā)情況的解決對策。因操作原因所致的過電壓如下。

(1)切除空載電路

電力系統(tǒng)中沒有連接負載的部分需要切除，減少總系統(tǒng)的供電壓力，也可保護設備安全。在切除過程中，空載導線中會留有一部分電壓，這部分電壓在切除后便進入到電力系統(tǒng)中，因此產(chǎn)生了過電壓。在切除階段產(chǎn)生的電磁干擾最為常見，并且具有極強的不穩(wěn)定性，過電壓的大小很難預估，總系統(tǒng)中異常升高的電壓打破了原有的通電功率。若不及時解決會對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定造成影響，測量到的參數(shù)也會失去精準度。

(2)切除空載電路過電壓的解決措施

空載電路部分并沒有接用電設備，但卻與電源端相接，系統(tǒng)導通時，在其內(nèi)部會形成預備電壓。此時電磁振動頻率較高，而空載中的過電壓并不會被消耗盡，因此要在產(chǎn)生階段下功夫，阻止對電力系統(tǒng)產(chǎn)生影響。可在系統(tǒng)中安裝抗干擾能力強的斷路設備，接收到指令后可自動切斷空載部分。電力系統(tǒng)中必須選取合適的點接地，可將過電壓傳輸至地下，避免多余的電壓進入系統(tǒng)中。運行時可使用測量儀器來檢驗各點的導通情況，發(fā)現(xiàn)有干擾電磁波后立刻停止設備運轉(zhuǎn)，通過技術手段將其排除，避免發(fā)生使用危險。

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

電力系統(tǒng)的部分線路構成特殊。其中并不含有金屬元器件，系統(tǒng)頻繁的在最大電流與最小電流之間切換，形成了震蕩。線性震蕩具有一定的周期性，在這以過程中很容易產(chǎn)生過電壓。隨著震蕩時間的增長，電磁干擾現(xiàn)象會逐漸明顯，使電力系統(tǒng)的過載增大，不能正常使用。

(2)鐵磁諧振過電壓

過電壓自身是一種電磁波干擾，電力系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中很容易受到過電壓的影響，各項參數(shù)在測量時會發(fā)生變化，計算總功率若不將其去除最終結果會增大，失真。鐵在用電設備中最為常見，具有眾多優(yōu)良性質(zhì)，但同時也存在不穩(wěn)定因素，很容易產(chǎn)生鐵磁干擾。當系統(tǒng)呈飽和狀態(tài)時，檢測系統(tǒng)內(nèi)部各項參數(shù)，若超出額定范圍，則產(chǎn)生了過電壓。是因為在諧振回路中由帶有鐵芯的電感元件所構成的，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

電力系統(tǒng)僅在發(fā)生故障或者超負荷運行時才會產(chǎn)生諧振，其中參數(shù)諧振的產(chǎn)生是由于回路所用時間較長，其中某一部分元件受到電磁波干擾，造成電壓振蕩。為避免此類問題發(fā)生，應對電子元件的運轉(zhuǎn)周期進行調(diào)整，減少其中存在的時間差。對感染磁場進行處理，將影響因素降至最小。

3、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。

第一，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。

第二，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。

第三，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。

第四，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。

三、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。

小結

電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全關系到地方經(jīng)濟的發(fā)展，過電壓一直是影響用電設備使用的不穩(wěn)定因素。對此，技術人員要豐富自身知識儲備，細致觀察系統(tǒng)的使用情況，通過技術手段解決過電壓的產(chǎn)生，營造安全穩(wěn)定的用電環(huán)境。明確過電壓的產(chǎn)生原因后還需要基層工作人員積極配合，與技術人員共同完成電力系統(tǒng)保護工作。

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