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关于电气一次设备的过电压保护策略解析

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  摘 要:人们的正常生活离不开电力供应,社会生产秩序的维持同样离不开电力资源,然而,电能资源的正常供应必须立足在电压正常的情况下,换言之,电力系统的正常运转对于电压都是有要求的,如果电压过大,不仅会导致设备毁损,甚至可能造成严重的停电事故。因此,为了确保社会生产、生活的正常秩序,就必须重视设备的过电压保护,确保设备安全。本文对于电气一次设备的过电压保护进行了深入分析。
  关键词:电气设备;一次设备;过电压保护
  1前言
  电力系统的正常运转对于电压是有一定限制要求的,如果电压过高,就会对电力系统造成不利影响。当电压过高的情况下,就会出现电磁扰动的状况,也就是过电压。电气设备在使用的过程中,除了来自工作本身的电压之外,还有可能会受到过电压的影响,很容易出现损坏。因此,在进行电气设备设计的时候,出于安全考虑,通常都会为其设置一定的承受过电压的能力,但是在实际使用的过程中,如果过电压超过了设置标准,就极有可能对于电气设备造成损害,进而影响到正常供电。
  2过电压概述
  过电压一般可以分为两种:外部过电压、内部过电压。前者主要来自于环境因素,比如雷电天气,依据雷电可以将过电压分为雷击、感应雷击、流动波过电压等,其电压高低由雷击程度决定,二者成正比例相关,同时,应明确的是电压高低和设备等级并没有必然联系。内部过电压主要是由于电气系统自身的能量变化产生的,主要有三种:一、谐振过电压。此种状态具有较大的危害,极易导致设备的严重损坏;其可以对于中低压电网造成直接损害,导致电网异常;并且其可以持续较长的一段时间,加大了维护措施的实施难度。目前条件下,针对谐振过电压,通常只能在电路设计的阶段进行事先预估,依据其可能出现的问题、后果等,采取一些预防措施,尽量降低其危害。二、操作过电压,其产生的原因一般是因为开关操作,并没有形成规律,因此,预防显得很难开展,控制就更难实现,在某些情况下,其数值甚至会呈翻倍增长状态。三、工频过电压,其一般产生原因为电容效益和运行变化,通常是在电路中存在,造成的伤害没有前两种那么严重,但是仍旧不容忽视。总的来看,虽然其持续时长较长,但是过电压倍数与其持续时长却并不构成正比例关系,通常不会超出设备承受能力极限,因此,其产生的危害并不算太大,但是如果其处于远距离输电的情况下,或者是超高压状态,则会直接影响相关的电气设备。
  在进行电气一次设备过电压保护设计时,必须依据科学的设计原则:一、既要重视外过电压,又不能忽略了内过电压,考虑到电网系统的运行安全,就必须重视相关设备的常态过电压设计工作,提高设备对于过电压的承受能力。二、因为工频过电压会对操作过电压产生巨大影响,所以,设计时必须重视进行科学的计算和全面地分析。三、重视参数设置。对于各种技术参数之间的冲突和矛盾,必须进行妥善处理,另外,为了防止出现谐振过电压,必须进行合理的参数组合设计。
  3电气一次设备的过电压保护策略分析
  电气一次设备对于电力系统的正常运行具有十分重要的影响意义,但是在实际的使用过程中,由于受到过电压的影响,很容易毁损,影响电力系统的运行稳定,因此,为了保证正常的生产、生活秩序,就必须重视对于电气一次设备的过电压保护,制定完善的预防措施。要想确保实现对于一次设备的过电压保护,就必须首先了解和掌握设备的结构与作用。通常来讲,电气一次设备的主要作用是发电、配电、传输等,其结构构成有发电机、变压器以及电抗器等。通常来讲,对于电气一次设备的过电压保护主要包含以下几个方面的内容:
  3.1励磁变压器方面
  通常来讲,过电压保护器是无间隙避雷器,要想实现对于励磁变压器的有效保护就必须综合考虑多种影响因素,比如氧化锌电阻情况。氧化锌电阻一般不导通,并且其具有连续动作的能力,目的就是为了避免非线性电阻出现严重老化,防止因此造成短路问题。另外,对于非线性电阻来讲,其吸收能力的极限约为100MHz连续过电压。
  其次,还要考虑氧化锌具有吸收过电压的能力,针对其特性,我国已经有了相应的规范以及标准,目的是实现对于励磁变压器过电压保护的有效控制。因为一般的避雷器并不具备太高的绝缘程度,所以过电压一般会对这部分造成较为传统的效果,给励磁变压器带去伤害,因此,通常所说的绝缘效果实际上并不能完全实现,对于励磁变压器很难实现高效保护。因此,对于励磁变压器的有效保护,必须进行参数的合理调整。与此同时,必须明确的一点是,当参数改变的时候,二次电压也会出现相应的变化,当前条件下,市面上尚未出现定性产品。由于组容器一般不会出现老化问题,具有较高的优越性,因此,利用组容器为100MHz幻想过电压形成阻碍,以期达到限制其危害的目的,这一选择是具有一定科学道理的。
  3.2放电间隙方面
  间隙保护目前一般是通过设置防雷装置实现。其保护装置主要包含两个金属电极,其中一个固定在绝缘子上并与带电导线连接,另一个则与接地装置连接,二者之间保持一定的间距。这种保护装置的优势在于构造和维护都非常简单,但是其也有自身的局限性:无法实现自行灭弧;其结构有棒形、球形以及角形三种,每一种都各有优势和不足:棒形的伏秒特性陡度较高,不足在于无法实现与设备绝缘的高度契合;球形的伏秒特性较为平坦,同时保护性能尚可,不足之处在于端头极易出现烧伤,如果出现烧伤,就会增大电极间距,造成动作不够准确的后果;与棒形和球形相比,角形具有更大优势,其兼具二者的优点,但是同时又没有球形和棒形的不足,使用价值较高,目前在很多的过电压保护中得到了广泛的的认可和肯定,应用范围不断扩大。
  3.3出线过电压方面
  为了实现对于出线过电压部分的电气设备保护,通常是将GIS配电器、AIS两种配电器共同使用,前者主要适用于线路长度比较长的情况(线路长度≥2km),并且要注意在其出线连接处安装避雷器,但是母线上绝对不能有避雷器。110kV和220kV的电压,其电缆段、线路必须连接金属避雷器,另一端应保持接地,另外,单芯、三芯电缆也要确保GIS金属外壳保持与大地连接。
  AIS配电器适用于保护35kV至220kV线路的进线段,出线在变电站的情况,应装设避雷器,如果没有变电站,应将避雷器安装在终端塔处。同样的,母线上也不能有避雷器,但是特殊情况除外。与GIS配电器一样,AIS配电器也要重视保证接地端接触到电缆外皮。
  4结语
  电气一次设备的对于正常供电具有十分重要的影响,其性能和平稳程度与社会生活、生产息息相关,一旦出现问题或者受到损害,将会导致严重的后果,不仅会造成严重的经济损失,甚至会影响到居民的正常生活。因此,为了确保正常的社会建设秩序,就必须重视加强对于电气一次设备的过电压保护,积极采取有效的保护策略,实现对于相关线路和设备的过电压保护,促进我国的电力事业实现健康、长期的发展,维护社会主义经济发展秩序。
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