试述电力过电压的装置及防护方法

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1暂态过电压的类型

1.1负载突变形成的过电压

在另一种情况下也会形成过电压，即当电力系统运行过程中出现临时性故障时，这时需要将一些较大负荷的供电停止，这样也会导致电压的升高，产生内部过电压的情况发生。

（1）发电机在正常运行过程中，其磁链是不会发生突变的，所以其会一直保持足够的输送功率，而其暂电动势则是不变的，这样则会出现相对电压升高的情况。

（2）发动机在运行时其制动系统及调速器本身所固有的惯性会使其保持一定的转速，而当发生甩负荷时转速则会增加，从而使电动机的电动势及频率增加。

（3）一旦甩负荷发生在输电线路长线的末端时，这时末端的电容效应则会使电压升高，从而产生过电压的现象发生。针对于以上情况导致的过电压，可以在实际操作中采用并联电抗器、控制空载线路投切及限制长线路电容效应、在电机侧应加装快速消励磁系统等措施来减少或是避免过电压的发生。

1.2谐振过电压

系统发生谐振的根本原因为电感、电容元件共同组成的回路在工频或某一频率下发生了共振。可将其分为非线性谐振和线性谐振两种，线性谐振虽然过电压值很高，但谐振的条件范围较窄，即只有在非全相操作或系统故障时才会出现，如当系统发生单相接地故障且其正序、零序阻抗满足时才会发生线性谐振。而非线性谐振是由系统中变压器或互感器等铁磁元件引发的，且随着外部电压的变化而改变，若回路中存在电缆、串联补偿电容器等元件且满足ωL＞1/ωC时才会导致电压升高从而发生铁磁谐振，且铁磁谐振后会发生电流反向，容易引发电机反转的事故。系统发生谐振过电压所持续的时间是与其回路本身特性有关的，有可能仅持续一段时间亦或是稳定的，此时谐振过电压对系统的影响不大，但若其持续时间较长则可能引发系统一系列的谐振操作，因此必须采取一定的措施破坏谐振条件，如增加电阻、减小电抗或采用消谐器等。

2暂态过电压防护措施

2.1间歇性电弧接地过电压

间歇性电弧接地过电压通常发生在中性点不接地的系统中，由于该类系统具有即使发生单相接地也能继续工作两小时的特性，因此其中的电弧可能多次发生充入，使线路上的负荷发生多次的重新分配，导致中性点电压升高，最终发生过电压。虽然此种过电压的幅值较小，仅为额定电压的3.5倍，但由于其持续的时间较长且范围较大，将对弱绝缘的设备造成严重影响，应采取一定的措施加以避免。若电网的中性点接入的是消弧线圈，则此时电感电流补偿了中性点的电容电流，减小了重燃的次数及过电发生的概率。

2.2切小电感性电流电压

系统中的空载电动机及变压器即为小电感性负荷，由于断路器通常按照大电流条件设计灭弧能力，因此其切断小电流时容易引发电感和电容形成振荡，此时的对地杂散电容较小，会导致幅值极高的过电压的出现。由于产生此类过电压的电流较小，因此常用避雷器进行防治。

2.3开断电容性电流过电压

电容器所产生的电容性电流，所产生的位置多发生在电缆和空载线路上，这主要是由于断路在开民过程中所引起的重燃现象所引起的系统振荡，从而引发过电压。所以当发生这种过电压时，需要针对于控制断口电压上升的幅度来进行，可以在断路器的断口处来进行并联电阻，从而起到阻止过电压的产生。

3合空载长线过电压

在电力系统运行时，对空载线路进行关合操作是比较常进行的，特别是对于超高压系统，在进行重合闸操作时所产生过电压，对系统所造成的威胁是十分严重的，这也是对电网绝缘水平进行衡量的一个关键因素。当进行重合闸操作时，当线路有残压时，这时残压会与电源电压相互叠加而加速振荡的程度，这是过电压则会达到额定电压的三位。针对此种情况可采用如下措施加以限制：采用带合闸电阻的断路器进行合闸操作；及时消除线路的残余电压；采用专门的装置加以判断，在断路器的两相电压最低时完成选相合闸操作；使用磁吹型的金属氧化物避雷器作为专门的后备保护。

4结束语

一旦电力系统内部发生过电压，则对电气设备的正常运行将会造成严重的影响，严重时可能导致各种事故的发生，造成严重的经济损失，在电力系统运行时，并不是所有电网结构中的操作电压都是相同的，所以在实际操作中应该根据电压等级的不同，来对内部所产生的过电压进行有效的分析，加以区别，应针对内部的过电压所产生的原因进行有效的防范和治理，从而保证电力系统的安全运行。

作者：范秀丽单位：青海省电力公司检修公司