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1、过电压保护在电气工程设备中的应用研究摘要根据电气工程设备电压上升方式和产生区域的不同，过电压可分为内部过电压和外部过电压两种，在这种情况下，内部过电压是指电气工程设备本身产生的内部能量，以及操作人员对电气工程设备处理不当造成的过电压，外部过电压是指过电压，由哥暴云放电引起的。任何类型的强过电压都会对电气工程设备的正常使用和使用寿命产生负面影响，如内部过电压不仅会改变电气系统的电压、容量参数，导致大范用停电，还会在电气工程设备运行中产生安全问题，如变质、损坏、损坏、损坏、损坏、损坏等。燃烧，爆炸，导致电气工程设备运行。对有关人员的人身安全和企业稳定发展造成严至负面膨响，为此，本文阐述了电气工程设
2、备过电压的危害，分析/电气工程设备过电压产生的原因，并举例分析了过电压保护在电气工程设备中的应用最后提出了电气工程设备过电压的保护措施.从而保障设备的正常运行和设齐的使用寿命。关健词；过电压保护：电气工程设备：变电站：电网目录弓I言11过电压的分类12过电压产生的原因22.1 电力外输线路22.2 发电机中性点连接22.3 主变压器侧断路器开断空载32.4 自然因素33过电压保护在电气工程设备中的应用33.1 过电压保护在变电站设备中的应用31 .1.1故障过程描述32 .1.2保护动作情况分析33 .1.3故障原因分析44 .1.4应对措施53.2 过电压保护在电网线路工程中的应用53.2.
3、1 2.1中性点不接地系统53.2.2 中性点经消弧线圈接地系统的设置方案83.2.3 中性点经小电阻接地系统104过电压的保护措施114.1 设备内部过电压保护U4.2 设备外部过电压保护124结语12参考文献14引言电气工程设备是可直接应用于生产、使用、转换、分配、运输及电能沟通的电气工程设符的总称，例如，包括发电机、电机、变压器、接触器、断路淞、电抗器,隔离开关、电力电缆、母线、输电线路等。电气工程设备。由于电气工程设省必须直接承载电流电JK和电流，因此对电流系统的稳定电JK值有较高的要求。如果电力系统在运行中超出适当范围，即过电压现象，工厂管理人员必须积极研究电气工程设备的过电压保护措
4、施。1过电压的分类过电压一般分为外过电压和内过电压两大类。外部过电压也称为雷电过电压和大气过电压。大气中的雷雨云排放到地面。有两种类型的直接照明和感应照明“由暴过电压的持续时间约为10微秒，由丁其脉冲特性,通常称为雷暴冲击波。直接雷击过电压是当闪电直接击中电气工程设备的导电部分时发生的过电压。闪电中的带电导体，如架空线路的导体，称为直击雷。在正常情况闪电期间，处于接地状态的导体，如输电线路塔，在电位增加后放电，这称为反击。直击闪光的过电压幅值可达100万伏，会损坏电气设备的绝缘，导致短路的接地错误。感应雷击过电压是指闪电期间电气设备附近的地面。是指电气设备（包括二次设备和通信设备）在放电过程中
5、，由于空间电磁场的强烈变化,不会被宙电直接击中的感应过电压。因此，架空线路必须采用避雷器和接地装置进行保护。输电线路的耐雷性和雷电触发率通常用来表示输电线路的抗雷击能力。改变电力系统内部运行模式导致的过电压。存在瞬态过电压、操作过电用和谐振过电压。瞬态过电压是由断路器操作或短路故障引起的。它是电流系统在智态过程后达到一定的暂时稳定时产生的过电压，也称为工筑电压升离。通常是无荷载长线承载力效应（法苴连接效应）。在工原电源的作用下，沿线电压分布不同，终端电压最高。不对称对地短路.如果接地错误是由三相输电线路短路引起的，则b相和C相的电压会升高。切断过电压如果输电线路发生故障,突然切断负效，电源的电
6、机力没为及时自动调整,导致过电压。工作电压是指断路器操作或突然短路引起的衰减快、持续时间短的过电压。断开怠速管路的过电压。断开空载变压滞的过电压.接地过电压.谐振过电压是指在能源系统中，电感、电容等储能元件在定接线方式下与工嫉发生谐振而产生的过电压。通常是由于线性谐振过电压。铁磁共振过电压。参数谐振过电压。2过电压产生的原因2.1 电力外输线路目前，我国大多数火力发电厂通过连接电气工程设备和长距离高位专用输电线路来建设外部输电线路.这种外部输电线路连接可以有效提高电力系统的传输效率,但由于外部环境和其他因素，例如，发电机和变压器的过励磁，随着系统电压的升高和援率的降低，传输线距离很远，传输过程
7、非常复杂。容易造成电气设备过电压。此外，在实际输电过程中，由于外部输电线路的不对称接地和容量效应等因素的影响，很容易推导出一条特殊的长距离高压输电线路，在传输过程中产生过电压，从而对线路上电气设备的运行产生一定的负面影响。由于供电线路两端开关的分路时间总是不同的,无论是正常工作还是故障触发，负荷线路无论是正常运行还是故障触发都会被切断。如果断路涔的消弧能力不足，并且触点之间形成电孤，则切断负载线的路径电压大于触点之间形成的电弧，通过提高断路器的消弧性能，特别是切断小电流的能力，可以减少电弧新形成的可能性，并降低过电压。2.2 发电机中性点连接为了限制接地电流和防止各种过电压，火力发电厂通常采用
8、将发电机中性点连接到高强度接地的方式.这种高电阻的电阻值通常在几百欧元到几千欧元之间.您可以在发电机中性点和接地之间直接安装一个大电阳，也可以在发电机的中性点和地面之间安装个接地变压器。将变用罂次侧的个小电阻器连接到发电机中性点和变压器二次W1.一次侧阻抗等于二次恻电阻乘以变压器变比的平方。现在大型机组的主要方式是将小电阻与变压器连接。以我厂布置为例，接地变压器变比为270.22kV,变压滞二次侧电阻为0Q882Q,发电机中性点接地电阻计算为1328.2Q。中性点采用高电阻接地的目的是向故障点注入电阻电流，提高接地保护动作的灵敏度，有效防止和减少电气设备在运行过程中产生过电压的问题，它还可以通
9、过高电阻接地来减小电网过电压的大小。中性电阻器对应于与谐振电路电容并联的阻尼电阻器.因此基本上避免在衰减电阻的作用下产生谐振过电压的可能性。2.3 主变压器侧断路器开断空或火电厂电力系统在运行中主变压器侧断路器往往公切断空载，当主变压器侧断路器产生开负载时，断路器桢切断微弱电流，使原本不大的变压器空载电流立即降到零。因此.在变压器的励磁电感上，侧产生非常高的电压，在母线和线路上的绝缘脆弱部分引起事故。2.4 自然因素风、雨、宙、电等极端自然现象不仅会触发电力系统，还会由于雷电与输电线路的直接接触，在电力系统出线设备外造成过电压。相关研究证实，风、雨、宙、电等极端自然现象是造成电网现有线路设备外
10、部过电压的最亚要因素之一。3过电压保护在电气工程设备中的应用3.1 过电压保护在变电站设备中的应用3.1.1 故障过程描述2021年12月，22OkV智能变电站的IlOkVGIS设备聘在耐压测试后恢复供电。IlokV母线I和IlokV母线Il合闸后,IlOkV母线18TV的二次空气开关A、B和C闭合。在此期间，间隙过电压保护器作用于1.5s保护装置组A的中乐侧。延时0.5s后，断路器B组保护装置在1主变三侧跳脱，没有动作记录。3.1.2 保护动作情况分析现场主变保护采用PCS-978GE-D主变保护器，当发生错误时，IlOkVI-BUS电压转换器没有形成空腔来传输1号主变中压（W合并单元B组的
11、保护电压，因此1号主变压涔B组的防护装置不工作。故障VCR停机波形分析结果如下：1）IlOkV母线相电压空开后，个套管组合单元I闭合，B相和C相电压空关分别为0.8s。2.2杪。2） A相电压空开打开后，B相电压空开关打开前，B相和C相产生的电压约为33V和28V,电压相位与A相电压基本相同。此时3U0约为120V,大于自生零序保护定位104V.3） B相电压断路器闭合后,C相电压断路阀闭合前,3U0降至约85V。4）故障波形与电源回路的运行过程和主变压罂的保护效果致，5）对22OkV误差记录微和IIokV误差记录器在误差时刻的波形进行了检查和比较，两套误差记录器在错误时刻的波形基本相同。85
12、.970V-X5.X675.779V-85.895V6.077-86.1V13.081-174392zzzzz-喘葭罂%k端FIIOkVjiC一1.、=1.-ItiJKCHI-WWW嘴嚅龄X6.077V-86.1(X)V图122OkV故障录波图85.984V-85.872V85.783V-85.895VUolA导线电乐A相IIOIA修线电压B相UOIA年我电压C和5.00.015.030.045.060.075.090.0105.0120.0图211OkV故障录波图-15.00,015.030.045.060.075.090.0105.0120.0th.3.1.3 故障原因分析结合现场检查，可
13、以确定过电压保护零序间隙的原因，即电压二次电路中存在寄生电路“当A相电压分闸两次时，产生与BC相A相电压同相的博应电压，主变零序间隙过电压保护由自然产生的零序设置，主变的零序间隙起过电质保护作用。根据现场图纸忒验，11OkV母线电压回路和并联装置采用RCS-9663D电压并联装置。电压监测维电气工程设备存在于电压电路的AB相和BC相之间，以保护电压并联外壳并形成寄生电路。当IlokV母线第成单元I组A的IlOkV母线A相电压的空气开关闭合时，B相和C相的电压被分开，导致Ix主变压罂中压恻的开放空间过电JK保护的效果。电压监测维电气工程设备的电压分布如图4所示。图中Zm为电压监测继电气工程设备的
14、阻抗，Zn为集成单元采样板内的小TV阻抗，Zl为二次电缆芯线的阻抗。当A相电压关闭，B相和C相电压关闭时，A相电压可通过Zm、ZI和Zn分为B相和C相。合月小元电压并列柜0l三-Z1XHTT0X图4电压监视继电气工程设备分压原理图3.1.4 应对措施1）如果外部零序电压的外部二次网路不完善，建议在母线故障时完善外部零序电流的外部二级回路，用于主变压器的零序保护.电路是完美的.试脸后，主变间隙的零序过电乐保护切换到外部零序电压。2）如果智能变电站的外部虚拟零序电压端子不完善，建议配置总线融合单元的外部虚拟零序电压端子，结合主变停电情况，对间隔熔合单元和主变保护室进行改进，将主变间隙零序电压保护改
15、为外部零序电压，确保试脸的到来。如果模型文件和现场安全措施与改进条件不符，应分析运行期间的潜在械应电压并制定计划。3）为r避免主变压器间隙过电压保护失灵，在完成整流措施之前，建议在主变乐器合闸时美闭保护电压绕组的二次分相，然后关闭三相空气开关。3.2过电压保护在电网线路工程中的应用3.2.1 中性点不接地系统针对工矿企业3-35kV中性点供电系统，以及供电和用电特点，结合国内现有技术水平，可设置三级保护的整体保护系统，如图1所示，包括以下设置:图1中性点不接地系统过电压保护设阻图过电压保护器1+能量抑制装置2+单相接地消弧装置3。(1)过电压保护落避雷针设计用于防止宙电引起的相对过电压。目前，公司的供电网络主要是电缆传输线，操作开关主要是真空断路器。在这种供电模式下，系统过电压的主要危险来自内部过电压，包括操作过电压、谐振过电压、间歇性电弧接地过电压、单相金属接地过压等。其表现形式不仅是相对过电压，还包括相间过电压。避雷器的使用已不能满足要求。因此，从20世纪90年代中期开始，工矿公司开始使用大量联合过电压保护。组合过电压保护采用6通道设置，对相间质量和相间具有相同的保护效果，实现了综合保护，大大提高了电源的安全性。保护装置的2ms方波流速远大于
