電氣工程一次設備過電壓保護措施的分析

殷玱

摘要：當前階段，社會正處于發展變革的關鍵時期，工業產業集成化、規模化的發展形勢與城市化建設進程的不斷推進，在提升了社會整體生產水平的同時，也大幅度增加了能源的消耗量，對電力生產單位的電力供應提出了更高的要求。

關鍵詞：電氣工程;一次設備;過電壓保護

引言

社會的發展帶來繁榮和昌盛的同時，也加劇了電力的需求量，并對電力系統的安全穩定性以及電力企業的工作效率提出更高的要求，電氣過電壓保護技術在電力系統的全面運行過程中發揮著至關重要的作用，決定著電力系統運性的穩定性，但是由于電力設備極易受到過電壓的影響，因此，科學、有效、精確的過電壓保護技術勢在必行。

1電氣一次設備過電壓的危害

根據電氣一次設備電壓升高方式和發生區域的不同，過電壓可分為內部過電壓和外部過電壓兩種類型，其中，內部過電壓指的是由電氣設備自身所產生的內部能量、操作人員對電器設備操作不當引起的過電壓，外部過電壓指的是由雷云放電引起的過電壓。無論何種類型的過電壓均會對電氣設備的正常使用和壽命產生諸多的不良影響，如內部過電壓不僅會導致電力系統的電壓、電容參數發生改變，從而引發大面積的停電，同時還會導致電氣設備在運行過程中出現損壞、燒毀、爆炸等安全隱患問題，從而會對電氣設備的使用壽命及相關工作人員的人身安全、企業的健康穩定發展造成嚴重的不良影響，因此，就需要電氣設備管理人員全面分析電氣一次設備過電壓發生原因，并探尋有效的電氣一次設備過電壓保護措施，才能最大限度地降低電氣一次設備過電壓現象的發生，從而提高電氣一次設備運行質量和保障其運行的安全性，進而才能促進企業各項電力相關的生產活動正常進行。

2電氣工程一次設備過電壓保護措施

2.1放電間隙保護

由兩個金屬構成的保護間隙是一種實用效果較好的防雷保護裝置，它的一個電極與接地裝置通過輔助間隙相接，另一個電極固定在絕緣子上相接帶電導線，在兩個電極之間保持規定的間隙距離。其中，角型、棒型和球型是放電間隙保護的主要三種間隙結構，當前在配電設備和線路的防雷保護中應用最廣泛的是角型間隙，球型間隙雖然有保護性好、伏秒特性最平坦的優點，但與伏秒特性較陡，與設備的絕緣特性不易配合的棒型間隙一樣都存在燒傷氣間隙距離會增大、且它們的間隙端頭極易燒傷，無法保證動作的準確性等缺點。總體來說，保護間隙的缺點在于自行滅弧的能力較差優點在于結構比較簡單，利于后期維護，且可起到較好的防雷效果。

2.2主變壓一次設備過電壓的具體保護措施

現階段，主變壓一次設備的過電壓參數的主要影響因素包括兩種：一是空載變壓設備開斷;二是短路系統實際滅弧能力。據相關調查顯示，變壓設備的磁場能在全部轉變為電能時，繞組電容測量得出的電壓值達到峰值。為此，電力生產單位可以選擇裝設糾結式繞組，來提高繞組的電容容量，同時采用直接接地的方式來保護主變高壓器，并將一組避雷設備安裝在主變低壓PT柜內，最大限度的避免設備遭受電擊的次數，為供電系統的穩定、安全運行提供技術支持。、

2.3設備外部過電壓保護

導致電氣一次設備產生外部過電壓現象的最主要因素為遭受雷擊等極端自然因素的影響，對此，為防范和降低設備外部過電壓的發生，可采取以下保護措施：（1）強化出線設備保護，設備管理人員可采用架空方式架設出線設備，也即采用塔桿接地方式對出線設備進行架設，這樣不僅能有效降低雷電直接擊中出線設備線路中絕緣子閃絡的次數和降低雷電擊中出線設備線路的概率，從而能有效保護出線設備線路行程，同時有效降低電氣一次設備跳閘的概率，從而能有效預防和降低設備過電壓現象的發生。（2）在設備外部裝設多種防雷保護裝置，為降低雷擊對電氣一次設備運行造成的不良影響和降低其外部過電壓現象發生率，設備管理人員還需在電氣一次設備外部裝設多種防雷保護裝置，如GIS設備、防雷接地、電容器組等，利用這些防雷保護裝置可對電氣一次設備進行集中保護，從而能有效防范其因雷擊而發生過電壓危害。（3）針對變電系統的避雷器，25項應對措施要求每年在雷雨季節前后各進行一次避雷器的帶電交流試驗，每3年對避雷器進行一次停電直流試驗。每年要對廠房等建筑防雷設施進行檢測，每年要對全廠的接地網做引上線接地導通等，這些規范都是要嚴格執行的。

2.4勵磁變壓器的過電壓保護

當前應用較為廣泛的是勵磁變壓器，因此其過電壓保護的設計就顯得尤為重要。通常，使用無間隙避雷器是勵磁變電器的首選方法。在具體的應用中，還需注意以下兩個方法。其一，在正常情況下氧化鋅電阻進行連續動作和導通動作會導致非線性電阻老化的問題發生，引發短路現象，故不能進行這兩個動作。另外，非線性電阻的形式也不能應用于100Hz的連續過電壓吸收。其二，氧化鋅電阻保護和吸收是大部分過電壓現象所采取的方式。為了對其進行控制和規范化管理，國家也曾頒布了相關的規定和法律來保證勵磁變電器的有效運行。需要注意的是，在產生過電壓的過程中，普通的避雷器的絕緣程度不足，不能產生良好的過電效果，故不能應用于勵磁變壓器中。另外，合理調整相應的參數可有效確保電力系統的電壓正常，但是，發動機參數指標的變化會引發勵磁變壓器二次電壓也隨之變化。總的來說，在諸多的限制設備中，組容器可用于對100Hz的過電壓進行限制，因為只有阻容不會老化，只要電阻能正常散熱，對電壓就可以正常吸收。

2.5對輸電線路的過電壓保護

（1）在對輸電線路的過電壓保護過程中，需要注意電氣也可能出現過壓現象，所以要根據試驗數據計算，分析電氣參數，選擇合適的避雷器，確保電氣設備的過壓水平要超過避雷器中的電氣保護水平。（2）諧振過電壓的產生可能是因為電網參數組合不當，在設計時應盡量避免。（3）電廠外送線路工頻的分析對于輸電線路的保護具有極為重要的意義。所以，在結合變壓器和發電機性能的基礎上，分析輸電線路的工作頻率更為科學與合理。

結語

總而言之，在電力系統運行過程中電氣一次設備的安全影響著整個系統的穩定性，所以相關人員要加大設備保護力度，同時對內過電壓與外過電壓進行保護，但是內過電壓產生的影響比較大，并且造成這種現象的原因也比較多，需要相關部門竭力配合，共同保護，在進行保護設計時，要根據設備保護原則進行，不能違背相關原則，否則可能會出現安全問題，還有要根據注意事項進行相關的設備保護，總而言之要用科學有效的方法來進行電氣一次設備過電壓保護，這樣不僅能夠使電力系統恢復正常，還能夠提高電氣設備的使用壽命，使得電力系統部門的資金消耗減少了，供電質量也提高了，所以對電氣設備的過電壓保護要積極進行，有利于國家電力的發展。

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