電氣一次設備過電壓保護方案分析

郝宗磊

摘要：在人們生活質量水平不斷進步的同時，對電力有著越來越高的需求，在電力運行系統中，電氣一次設備只是其中一小部分，但是電氣一次設備出現問題時，對整個電力系統的危害確卻是很大的，嚴重時還可能危害到生命安全。通常情況下，電氣一次設備的過電壓屬于電磁擾動的范疇。為了防止過電壓現象對電力系統的危害，在設計電氣一次設備時，要求所有電氣設備的絕緣不僅能夠承受正常范圍的工作電壓，而且對于一定范圍內的過電壓也應有一定的承受能力。這樣才能保證電氣一次設備不受損害，以保證電力系統的安全、平穩運行。本文主要闡述了電氣一次設備過電壓的危害以及電氣一次設備過電壓保護設計所應遵循的原則，并探討了電氣一次設備過電壓保護方案，希望能夠給相關工作人員提供一些可以參考的內容，促進電力事業的持續發展。

關鍵詞：電氣一次設備;過電壓;保護方案

1電氣一次設備過電壓的危害分析

過電壓指的是工頻電壓升高超過正常運行電壓波動的范圍。過電壓可以分為兩種：內部過電壓和外部過電壓。所謂內部過電壓，是電力系統內部運行方式發生改變而引起的過電壓;所謂外部過電壓，是由雷云放電引起的過電壓。而內部電壓又可以分為操作過電壓和暫時過電壓，其中操作過電壓是因操作原因引起的，發生概率小，時間也很短暫。電氣一次設備出現過電壓現象是非常危險的，可能會造成整個電力系統癱瘓，造成巨大的經濟損失，影響輸電的質量。在生活中一次設備出現過電壓現象時，一定要采取相應措施，避免過電壓對一次設備造成破壞，只有這樣電力系統才能正常工作，所以對電氣一次設備的保護相關部門應該要認真對待，減少過電壓發生的頻率，提高人們的用電質量。

2電氣一次設備過電壓保護設計應遵循的原則

在進行電氣一次設備的過電壓保護設計時，需要根據下面幾項原則來進行：第一，電氣一次設備的過電壓保護設計不僅要考慮外過電壓的保護問題，更應當考慮內過電壓的保護問題。在電網系統的運行過程中，電氣設備需要承受在一定范圍內的常態過電壓，因此，為了保護電器網設備在常態過電壓中不受到損害，應當更加注重這方面的設計;第二，因為工頻過電壓不僅影響著操作過電壓的水平，而且還對出線避雷器的額定電壓有著直接的影響，從而決定著電氣設備的絕緣水平以及出線斷路器的電阻熱通量，因此，對于外送線路工頻過電壓的水平需要通過準確的計算進行科學的分析;第三，在電氣一次設備過電壓保護設計時，需要妥善解決各項技術參數的矛盾，使得電氣一次設備的過電壓水平不低于避雷針等裝置的保護水平;第四，在進行設計時，為了防止諧振過電壓的出現，需要正確的處理參數的組合。

3電氣一次設備過電壓保護方案分析

3.1保護勵磁變壓器方案的分析

部分火電廠為了避免雷電對電氣一次設備造成損害，會采用無間隙避雷器來實現目的，但是，在勵磁變壓器的方面，此防護措施的應用需要進行一定的調整。具體來說，首先，無間隙避雷器的主材質為氧化鋅，此物質具備了電阻特性，容易導致勵磁變壓器出現非線性電阻老化的現象，從而很可能產生變壓器短路的損害現象，而對于此點的防護，主要需保持無間隙避雷器與勵磁變壓器兩者的間距，并在采用相應的隔離裝置將其隔開，以此對勵磁變壓器進行保護。此外，在不同類型的避雷器基礎上，其多數的絕緣性往往較低，所以對勵磁變壓器的保護效果相對較低，當遭受雷電時其會產生巨大的電壓，此時就很容易對勵磁變壓器造成直接影響，對于此點的防護，則需要對其參數進行調整。

3.2出線設備的過電壓防護設計

為了降低電氣設備遭遇雷擊的可能性，避免電網系統出現跳閘的情況，應當采取架空地線的設計方案，在出線設備上裝置避雷針等保護裝置。與此同時，在電纜的連接方面，戶外終端可以通過金屬保護套，經由氧化鋅電阻進行接地設計，而戶內終端更為簡單，可以直接利用接地連接箱實現接地。

3.3發電機出口斷路器過電壓保護設計方案分析

為了避免發電機出口斷路器出現操作過電壓，增強斷路器的滅弧能力，在發電機出口斷路器兩端需要以并聯的方式連接電容器。除此之外，為了保護變壓器高壓側不受過電壓損害，可以設置大容量高壓限流熔斷組合保護裝置。這樣能夠很好地保護電氣設備的絕緣性，有效的增強斷路器的滅弧能力。

3.4放電間隙方案的分析

放電間隙的應用同樣是過電壓保護的一項重要措施，通常情況下，由于其具備建構簡單、維護方面、成本低廉的優點，可以對一般的過電壓現象進行防護，但是針對部分特殊情況，則需要采用相對復雜的保護措施，其應用雖然較為繁瑣，但可對電壓過高的現象進行防護。目前，放電間隙的防護措施主要分為三類，即棒形、球形、角形，此三種措施各自具備功能特點，利弊點也存在一定的差異，需要工程結合自身條件來進行選擇，但是從目前來看，角形措施是應用最為廣泛的一種措施。

4電氣一次設備過電壓保護需要注意的問題

電氣過電壓保護工作是一項復雜的操作流程，技術人員必須樹立嚴謹的工作態度，在對電氣設備過電壓保護時需要注意以下幾點問題：第一，電氣一次設備過電壓保護設計需要兼顧內過電壓保護和外過電壓保護兩方面的問題，尤其是內部過電壓。由于電氣設備中常態的過電壓是普遍存在的，所以應當采取一定的手段抵消穩態過電壓的影響;第二，注意電氣過電壓水平與避雷器等防過電壓設備在承受過電壓技術參數的配合，要求電氣過電壓水平高于避雷器等防過電壓保護水平;第三，長距離的線路對應的電壓也比較高，所以要將內過電壓控制在合理的范圍之內，需要利用一些并聯容量設備來進行，因為距離較遠，所以需要的設備也比較多，例如斷路器、避雷裝置設備及小電阻，只有準備充分才能保證高壓線路的安全性。

5結語

總而言之，在現代電氣領域電氣一次設備的安全運行越來越受到重視，當電氣一次設備出現過電壓現象時，很可能對一次設備造成損害，為了防止電氣一次設備過電壓所帶來的危害，必須對電氣一次設備進行過電壓保護設計。在進行保護設計的時候，要滿足設備保護的相關規范標準要求，否則的話，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，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安全穩定運行，還能夠提高電氣設備的使用壽命，進而減少電力部門的消耗，提高供電質量，有利于國家電力的發展。

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