电气一次设备过电压保护措施讨论

李晓泉

摘 要：过电压主要是指超过电力系统正常承载幅度的电压，幅度较小的电压对电气设备的危害程度也比较小，在后期的维护检修下作中可以做适当的调整，但是一日_电压超过正常幅度形成大幅度的电压就容易对电气设备产生危害，甚至损毁电力设备引起大规模的断电现象，因此，这种情况要引起我们的格外重视。

关键词：电气；一次设备；过电压；保护措施

前言

由于电力系统对电压有着一定的要求，无论是应用在生活中还是工业生产中的电压，一旦超过使用限度就会造成电气设备的损坏，影响整个电力系统的正常运转，甚至对人们的生活带来难以弥补的损失，因此，本文通过对过电压的危害进行分析，针对其设计原则对电气一次设备电压的保护措施提出几点建议。

1、外过电压和内过电压的危害分析

电气设备长期日以继夜的高负荷下作难免会出现各种问题，但是由于上述情况产生的过电压是造成电力设备损坏的主要原因。因此，在对电力设备的进行保护时要考虑多重因素，电气设备不仅要承受正常电压还要能接受一定范围内的过电压，这样才能保证电力系统的正常运行，进而降低电气设备的运行成本。

1. 1外过电压的危害

过电压可以分为两类，一种是外过电压，一种是内过电压，其中外部过电压又被称作雷击过电压，主要是由外部的雷云放电所引起的过电压。对于外部过电压的高低程度取决于雷云放电的大小，要想减小外部过电压产生的影响，可以通过对电气设备自身质量的改善来防止过电压带来的损害。

1. 2内过电压的危害

内过电压主要分为三种电压，下频过电压，操作过电压和谐振过电压。与外过电压相比，内过电压则是由内部系统故障引起的过电压，在这几种内部过电压中谐振过电压是危害性极强的一种电压，由于其具有巨大的破坏性会直接影响到中低压电网的正常运行，以至于后期的修复下作开展十分困难。

2、过电压产生的原因

2.1 电力外输线路原因

远距离高压专用输电线路是许多水电厂店里外输线路的主要方式，这种输电方式由于输电路程远，情况较为复杂，应作为过电压保护措施的重点对象。 在水电厂实际运行操作中，发电机容易产生励磁现象，由物理学相关理论可知，励磁现象会导致电磁的扰动，从而容易使电气设备形成过电压。 此外，由于各种因素（电容效应、不对称接地等），输电线路的空长线在输电的过程中也可能形成过电压。

2.2 出线设备原因

风雨雷电等极端自然现象是形成外部过电压的主要因素，在实际工作中很大程度上，会影响水电厂的电网路线，尤其是出现雷电情况。 因为雷电是直接可以和输电线路接触的，这样很可能引起电力系统发生跳闸现象， 从而严重的影响到输电线路。

2.3 主变压器原因

主变压器侧断路器存在的开断空载现象是水电厂经常会出现的问题，在这种情况下，就会伴有断流器切断微弱电流的情况发生，根据物理学的相关原理与公式可知，当磁场能量完全转化为电能时， 绕组上的电容电压会呈最大值， 通常情况下，过电压与主变励磁及绕组电压成正比，也就是说，绕组和主变励磁很大程度上影响着电压值的高低， 因此主变压器也是过电压产生的原因之一。

2.4 发电机的中心点原因

水电厂都是将一个高电阻接变压器上连接发电机的中性点，然后再将分别这两个设备接地使用。 变压器的变比值相对较高，可以阻止电气设备发生过电压过高的现象，这样就可以将发电机中性点的绝缘压力降低；与此同时，有的工厂会通过变压器减少电压值的变化幅度，来避免谐振过电压的产生，然而这种措施很可能由于电气设备存在绝缘地带， 而对使用寿命带来极大影响。

3、电气一次设备过电压保护设计所应遵循的原则

无论是外部过电压还是内部过电压都会对电气设备造成一定程度的危害，严重影响电网系统的正常运行，因此，在电气一次设备过电压保护设计的过程中应当遵循以下原则：

首先，电气一次设备在进行保护设计时要考虑多方面的因素，充分考虑外过电压和内过电压的保护问题，使电气设备的绝缘不仅能够承受正常电压值还要能承受一定范围内的过电压，防止电气设备的遭受损害，以保证电力系统的安全正常运转。

其次，协调防过电压设备与电压水平之间的各项技术参数，使各项技术参数得到有效配合，例如防过电压设备中的避雷器等装置的保护水平要不高于电气设备的过电压水平，从而确保电压设备的正常使用，同时延长电力设备的使用寿命。

最后，对于外送线路的下频过电压要给子一定的重视，由于下频过电压是由一定的电容效应或者是电网运行的而变化而产生的，会直接影响出线避冒器的额定电压同时也决定了维护电力系统正常运行的电气设备的绝缘水平以及出线断路器的电阻热通量，针对这种情况，要通过科学的计算与分析来降低下频过电压带来的危害。此外，在设计过程中，谐振过电压也需要爭取处理各项参数的组合，从而保证电力系统的稳定运行。

4、保护措施

4. 1输电线路过电压保护

内过电压中的下频过电压是绝缘配合的基础，下频过电压一旦出现异常攀升不仅会影响到操作过电压，同时也会影响到电气设备的绝缘强度和出线断路器的绝缘电阻的热容量导致电气设备产生故障。因此在计算外送线路的下频过电压的时候要充分考虑到各种故障的影响，例如两相接地故障、单向永久接地故障等，可以通过降低机组的运行电压，设置远眺对侧开关，机组进相运行等方式对过电压进行保护。

4. 2出线设备的过电压防护

由于环境因素的影响，电气设备暴露在外部环境下很容易受到雷击的影响，造成跳闸或者断电的现象，为了应对这种情况的产生，可以采取拉长线空地架高的方式进行预防，另外为了降低雷击对出线设备的危害可以在出线设备上安装避雷针，有效防止内部系统电压过大导致的设备损坏情况，为电力设备的正常运转提供有效地保障。除此之外，还可以利用高电压、高质量的电气设备来防止过电压的危害，例如在电缆连接的户外部分采用金属保护套，利用氧化锌的电阻进行接地设计，在户内终端部分直接与接地箱连接实现接地，从而能有效的保护电力设备的安全稳定运行。

4. 3电压保护

针对电压的保护方面可以采用SSP系列变压器当做主变压器，SSP系列的高压绕组和低压绕组的有效值都在安全范围之内，拥有良好的冲击和绝缘水平。变压器的结构采用的都是特殊结构，具有高磁导率，通过交叉换位而来的复杂纠结式电阻能够保证电力设备的过电压在额定电压的两倍以内。主变高压侧采用的是中性点直接接地的方式，同时设置避雷针等保护装置可以有效的避免主变低压侧设备遭受雷击。这种保护方式不仅经济实惠还能保证电气设备的安全与稳定，可谓一举两得。

4. 4出口断路器过电压保护

断路器是电力系统中常用的电力设备，需要对发电机两端连接的电容器进行并联来降低过电压，同时还需要增加断路器的灭弧能力保证开关。另外，还可以通过变压器的测压和设置保护装置来确保大容量的高压限流熔断组合。通过利用保护装置可以有效的保护电气设备的绝缘性，降低过电压给电气设备带来的损害。

5、结语

电气一次设备能够维护电网的稳定运行，为人们的生产生活中的电力供应提供保障，因此，采取相应的措施对电气设备进行电压保护已经成为电力行业发展的必然趋势，所以对电气一次设备的保护只有从输电线路、出线设备、电压保护以及出口断路器等方面进行综合考虑才能保证电力系统安全运行，从而减少损耗增加经济效益和社会效益。

参考文献：

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