馬琳琳

大慶油田電力集團(tuán)電力營(yíng)銷公司讓胡路營(yíng)業(yè)所

試論電力系統(tǒng)過(guò)電壓的產(chǎn)生與保護(hù)

馬琳琳

大慶油田電力集團(tuán)電力營(yíng)銷公司讓胡路營(yíng)業(yè)所

文章首先闡述了過(guò)電壓的概念，并簡(jiǎn)單介紹產(chǎn)生原因與類型，為制定保護(hù)措施打下基礎(chǔ)。其次重點(diǎn)介紹幾種常見(jiàn)過(guò)電壓的生成原因與保護(hù)方案，從技術(shù)角度分析了避免過(guò)電壓產(chǎn)生的方法，具有極強(qiáng)的可行性。可解決電力系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)中受到電磁干擾的問(wèn)題，營(yíng)造安全穩(wěn)定的使用環(huán)境。

電力系統(tǒng)；過(guò)電壓；保護(hù)技術(shù)

一、電力系統(tǒng)過(guò)電壓的概念

用電設(shè)備在導(dǎo)通情況下內(nèi)部會(huì)有電流經(jīng)過(guò)，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(huì)產(chǎn)生一部分干擾電磁波。也就是常說(shuō)的過(guò)電壓。電力系統(tǒng)的承載能力是有限的，當(dāng)加上這部分過(guò)電壓后很容易發(fā)生危險(xiǎn)，設(shè)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(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)繼續(xù)供電很容易被損壞。

過(guò)電壓可能是由系統(tǒng)故障造成的，電力系統(tǒng)大部分設(shè)備導(dǎo)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(shì)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(dǎo)線分部密集的部分最容易產(chǎn)生，會(huì)影響到電壓的正常流動(dòng)，造成設(shè)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(dǎo)通裝置時(shí)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(zhǎng)時(shí)間存在，并不會(huì)隨著使用時(shí)間增長(zhǎng)而消失。通過(guò)檢測(cè)電力系統(tǒng)的電磁波可察覺(jué)到過(guò)電壓，系統(tǒng)故障和操作原因產(chǎn)生的過(guò)電壓都可以通過(guò)技術(shù)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(shè)施，并保障可應(yīng)對(duì)雷電災(zāi)害。

二、過(guò)電壓產(chǎn)生的原因

1、操作過(guò)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(guò)電壓的影響，下面以內(nèi)部產(chǎn)生因素為例，詳細(xì)分析產(chǎn)生的原因以及各種突發(fā)情況的解決對(duì)策。因操作原因所致的過(guò)電壓如下。

(1)切除空載電路

電力系統(tǒng)中沒(méi)有連接負(fù)載的部分需要切除，減少總系統(tǒng)的供電壓力，也可保護(hù)設(shè)備安全。在切除過(guò)程中，空載導(dǎo)線中會(huì)留有一部分電壓，這部分電壓在切除后便進(jìn)入到電力系統(tǒng)中，因此產(chǎn)生了過(guò)電壓。在切除階段產(chǎn)生的電磁干擾最為常見(jiàn)，并且具有極強(qiáng)的不穩(wěn)定性，過(guò)電壓的大小很難預(yù)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(shí)解決會(huì)對(duì)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定造成影響，測(cè)量到的參數(shù)也會(huì)失去精準(zhǔn)度。

(2)切除空載電路過(guò)電壓的解決措施

空載電路部分并沒(méi)有接用電設(shè)備，但卻與電源端相接，系統(tǒng)導(dǎo)通時(shí)，在其內(nèi)部會(huì)形成預(yù)備電壓。此時(shí)電磁振動(dòng)頻率較高，而空載中的過(guò)電壓并不會(huì)被消耗盡，因此要在產(chǎn)生階段下功夫，阻止對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生影響?？稍谙到y(tǒng)中安裝抗干擾能力強(qiáng)的斷路設(shè)備，接收到指令后可自動(dòng)切斷空載部分。電力系統(tǒng)中必須選取合適的點(diǎn)接地，可將過(guò)電壓傳輸至地下，避免多余的電壓進(jìn)入系統(tǒng)中。運(yùn)行時(shí)可使用測(cè)量?jī)x器來(lái)檢驗(yàn)各點(diǎn)的導(dǎo)通情況，發(fā)現(xiàn)有干擾電磁波后立刻停止設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)技術(shù)手段將其排除，避免發(fā)生使用危險(xiǎn)。

2、諧振過(guò)電壓產(chǎn)生的原因及解決措施

諧振過(guò)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(dǎo)致諧振的產(chǎn)生，這種過(guò)電壓具有倍數(shù)高且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。而引起諧振過(guò)電壓產(chǎn)生的原因有以下幾種：

(1)線性的諧振過(guò)電壓

電力系統(tǒng)的部分線路構(gòu)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(guò)程中很容易產(chǎn)生過(guò)電壓。隨著震蕩時(shí)間的增長(zhǎng)，電磁干擾現(xiàn)象會(huì)逐漸明顯，使電力系統(tǒng)的過(guò)載增大，不能正常使用。

(2)鐵磁諧振過(guò)電壓

過(guò)電壓自身是一種電磁波干擾，電力系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中很容易受到過(guò)電壓的影響，各項(xiàng)參數(shù)在測(cè)量時(shí)會(huì)發(fā)生變化，計(jì)算總功率若不將其去除最終結(jié)果會(huì)增大，失真。鐵在用電設(shè)備中最為常見(jiàn)，具有眾多優(yōu)良性質(zhì)，但同時(shí)也存在不穩(wěn)定因素，很容易產(chǎn)生鐵磁干擾。當(dāng)系統(tǒng)呈飽和狀態(tài)時(shí)，檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部各項(xiàng)參數(shù)，若超出額定范圍，則產(chǎn)生了過(guò)電壓。是因?yàn)樵谥C振回路中由帶有鐵芯的電感元件所構(gòu)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(huì)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(guò)電壓

電力系統(tǒng)僅在發(fā)生故障或者超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)才會(huì)產(chǎn)生諧振，其中參數(shù)諧振的產(chǎn)生是由于回路所用時(shí)間較長(zhǎng)，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(wèn)題發(fā)生，應(yīng)對(duì)電子元件的運(yùn)轉(zhuǎn)周期進(jìn)行調(diào)整，減少其中存在的時(shí)間差。對(duì)感染磁場(chǎng)進(jìn)行處理，將影響因素降至最小。

3、大氣過(guò)電壓產(chǎn)生的原因及解決措施

大氣過(guò)電壓又稱為外部過(guò)電壓，包括對(duì)設(shè)備的直擊雷過(guò)電壓和設(shè)備上感應(yīng)的過(guò)電壓。其中，雷電過(guò)電壓是最為明顯的一項(xiàng)內(nèi)容。而且雷電過(guò)電壓的保護(hù)是用來(lái)限制過(guò)電壓的一種最為重要保護(hù)措施。其中具體介紹以下幾種保護(hù)方式。

第一，架空送電線路的防雷保護(hù)

架空送電線路的防雷保護(hù)措施主要有:采用避雷線，減少導(dǎo)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(diǎn)可以采用不直接接地的方式來(lái)進(jìn)行避雷。

第二，變電站的防雷保護(hù)

在變電站,對(duì)直擊雷的保護(hù)常常采用避雷線對(duì)侵入波采取防護(hù)措施。

第三，電纜線路的防雷保護(hù)

電纜線路一般不會(huì)遭到直擊雷,因?yàn)槔纂娺^(guò)電壓是從連接的架空線路進(jìn)入的,所以要對(duì)雷電侵入波進(jìn)行有效的保護(hù)。

第四，架空配電網(wǎng)的防雷保護(hù)

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(shí)間,從而減少雷擊跳閘率和斷線等事故。

三、電力系統(tǒng)過(guò)電壓的解決措施

對(duì)于電力系統(tǒng)過(guò)電壓，我們應(yīng)到高度的予以重視，首先要增加避雷器，而且要對(duì)變電站進(jìn)行一些技術(shù)改造，還要同時(shí)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(guò)電壓保護(hù)裝置，以便徹底解決操作過(guò)電壓對(duì)電氣設(shè)備安全運(yùn)行的危害。最后，還要在系統(tǒng)中性點(diǎn)裝上自動(dòng)調(diào)諧接地補(bǔ)償裝置，這也是從根本解決這一問(wèn)題的最好方式。

小結(jié)

電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全關(guān)系到地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，過(guò)電壓一直是影響用電設(shè)備使用的不穩(wěn)定因素。對(duì)此，技術(shù)人員要豐富自身知識(shí)儲(chǔ)備，細(xì)致觀察系統(tǒng)的使用情況，通過(guò)技術(shù)手段解決過(guò)電壓的產(chǎn)生，營(yíng)造安全穩(wěn)定的用電環(huán)境。明確過(guò)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(shù)人員共同完成電力系統(tǒng)保護(hù)工作。

[1]韋衛(wèi)紅,邵翠輝.電力系統(tǒng)過(guò)電壓的產(chǎn)生原因分析及限制策略[J].民營(yíng)科技,2011(12).

[2]杜林,李欣,司馬文霞,席世友,楊慶,袁濤.110kV變電站過(guò)電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其波形分析[J].高電壓技術(shù),2012(03).