过电压常见问题分析

1、1. 操作过电压产生的原因及危害？操作过电压是由于进行断路器操作或发生突然短路而引起的衰减较快持续时间较短的过电压。操作过电压产生的原因：空载线路合闸和重合闸过电压。切除空载线路过电压。切断空载变压器过电压。弧光接地过电压。线路非对称故障分闸和振荡解列。Ø 截流过电压：由于真空断路器具有良发的灭弧性能，当开断小电流时，电弧在过零前熄灭，由于电流被突然切断，其滞留于电机等电感绕组中的能量必然向绕组中的杂散电容充电，转变为电场能量。对于电机和变压器，特别是空载或容量较小时，则相当于一个大的电感，且回路电容量较小，因此会产生高的过电压，特别是开断空载变压器时更危险。从理论上讲可以产生很高的

2、过电压，但由于触头和回路中有一定的电阻，产生损耗以及发生击穿，对过电压值有相当的抑制作用。Ø 多次重燃过电压。多次重燃过电压是由于弧隙发生多次重燃，电源多次向电机电源充电而产生的。在真空断路器切断电流的过程中，触头的一侧为工频电源，另一侧为LC回路充放电的振荡电源，如果触头间的开距不够大，两个电压叠加后就会使弧隙之间发生击穿，断路器的恢复电压就会升高。如时触头开距不够大，就会发生第二次重燃，再灭弧，再重燃，以至发生多次重燃现象。多次的充放电振荡，使触头间的恢复电压逐渐升高，负载端的电压也不断升高，致使产生多次重燃过电压，损坏电气设备。Ø 三相开断过电压。三相开断过电压是由于

3、断路器首先开断相弧隙产生重燃时，流过该相绵弧隙的高频电流引起其余两相弧隙中的工频电流迅速过零，致使末开断相随之被切断，在其他两相弧隙中产生类似较大水平的截流现象，从而产生更高的操作过电压，产生的过压加在相与相之间的绝缘上。在开断中，小容量电机或轻负荷情下容易出现三相开断过电压。对母线支撑件，套管以及所连接的二次设备产生影响。2. 如何正确选择系统过电压保护装置？过电压种类繁多，应根据保护对象合理选择选择过电压保护装置，从而有效地抑制系统过电压，保护运行设备绝缘安全。在选择时应遵循以下原则:u 保护装置的保护水平应低于被保护对象的绝缘耐压水平；u 相间保护水平应与相对地保护水平保持一致；u 考虑

4、保护装置自身安全，持续运行电压应按：1.15*1.1Ue（Ue为额定相电压）。3. 试分析无间隙四星型和四间隙四星型结构组合式保护器特点？1) 三相四星型组合式过电压保护器保护器结构如图，由氧化锌阀片组成星型结构。优点：u 将氧化锌阀片进行拆分，组合。继承MOA的优点；u 保护相对地同时，兼具保护相对地过电压；u 动作响应速度快；缺点：u 正常运行时，荷电率偏高。三相平衡时，使靠近电源侧氧化锌阀片承担相电压，动作电压是设计时的一半左右。故此部分荷电率为设计时的一倍，易老化，称为保护器的薄弱环节。u 易发生连锁现象。一旦发生阀片热崩情况，会发生连锁反应，使其他阀片发生热崩，导致相间短路，引发事故

5、。2) 三相四间隙四星型组合式过电压保护器保护器结构如图，由氧化锌阀片和间隙配合组成星型结构。优点：u 解决荷电率偏高的问题。氧化锌阀片和间隙互为保护，正常运行时间隙不导通荷电率为零，保护氧化锌；保护器动作时，间隙击穿，氧化锌动作承担灭弧任务，保护间隙。u 无截波，无续流；缺点：u 间隙的存在使保护器动作有延时；u 间隙密封要求高，进潮后会使动作电压降低，易引发氧化锌热崩溃；u 受海拔高度、空气湿度影响较大；u 动作有延时。4. 过电压保护装置在线监测的必要性？过电压保护产品运行中往往因泄露过电流过大而引发氧化锌热崩溃（氧化锌0.75倍持续运行电压时不大于50uA），最终导致相间短路。EAT配

6、置在线检测装置，可实时在线监测装置运行状况，监测出装置运行时泄漏电流。当泄露电流超标时，可通过RS485通讯提示系统运行监控人员及时更换。在线监测装置记录动作次数，便于分析系统过电压程度。5.一特六柱全相双安全保护装置特点有哪些？u 六只氧化锌阀片组成独立保护，不会引起星型结构连锁反映的缺陷；u 相间、相对地保护；u 响应速度快，动作时间nS级；u 无截波，无续流；u 伏安特性曲线良好，残压低；u 真空环氧树脂浇注，密封性好，对环境要求低，适用范围广；u 防相间短路设计；u 配置在线检测装置，可实时在线监测装置运行状况，记录动作次数。6. 试分析弧光过电压产生及原因？1) 单相弧光接地过电压的

7、形成机理对于单相弧光接地过电压形成机理的理论分析方法很多，对于电网中性点不接地系统，电力电缆在其相间和相地间都有等效电容。经计算表明,发生单相弧光接地时过电压的最大值将达到：Umax=1.5Um+（1.5Um0.7Um）=2.3Um单相弧光接地的过电压瞬时幅值最大可以达到20.4KV。如果弧光接地在接地点造成弧光间隙性反复燃烧，那么产生的过电压倍数将远远大于2.3倍。根据有关资料介绍，在国外有些专家对单相弧光接地进行了实测，其结果显示，过电压幅值高达正常相电压幅值的33.5倍。在系统发生单相接地时，都产生了较高的过电压，才会引起避雷器放电。强烈的过电压使相间空气绝缘被击穿，形成相间弧光短路，至

8、于避雷器的爆炸，主要是由于避雷器的选型错误（原设计型号为Y3W-10/31.5）和产品质量欠佳（受潮），再加上弧光短路产生的高能热量加剧了避雷器的爆炸。由此可见如此高的过电压一旦产生就将会在电力网络绝缘薄弱环节形成闪络放电，严重时将破坏绝缘，造成相间短路或者损害电气设备。发电机接地电流已远远大于5A，才会造成发电机定子铁芯熔化，即与发电机有电气连接的电力网络的单相接地电流已大大超过了5A。2) 单相弧光接地产生的原因从上述分析可见，单相弧光接地是威胁电力系统安全、稳定和可靠运行的最主要和最直接因素。而中性点的接地方式，直接影响到单相弧光接地的产生和限制力度。根据我国的传统设计经验，在6KV-3

9、5KV电力系统普遍采用中性点不接地方式，这是因为在早期的电力网中，电力电缆采用量不大，系统的单相接地电容电流并不大。而随着各电力系统的飞速发展和增容，原电力系统主接线发生了很大的变化，电力电缆的采用量急剧增加。从诸多系统的运行现状和经验来看，其过电压发生的机率越来越高，由于过电压造成的事故在整个电气事故中所占的比例也越来越大。供电系统亦属于这种情况。该系统从最初的以架空线为主的配电系统发展成为了拥有发电、供配电以及以电力电缆连接为主的电力系统，再加上即将上马的更高变配电网络，将形成以发、变和配电综合一体化电力系统。因此最初采用的中性点不接地方式将受到严峻的考验！根据电力设备过电压保护设计技术规

10、程和电力部、国家的有关标准和要求，对于335KV电力系统，当单相接地电流小于30A时，如要求发电机能带单相接地故障运行，则当与发电机有电气连接的335KV电网的接地电流小于5A时，其中性点可采用不接地运行方式。7. 试分析消弧线圈对于限制弧光过电压的不足？1) 有效限制架空线路弧光过电压，对于电缆中高频电流不能做很好的补偿。2) 由于电网运行方式的多样化及弧光接地点的随机性，消弧线圈要对电容电流进行有效补偿确有难度，且消弧线圈仅仅补偿了工频电容电流，而实际通过接地点的电流不仅有工频电容电流，而且包含大量的高频电流及阻性电流，严重时仅高频电流及阻性电流就可以维持电弧的持续燃烧；3) 当电网发生断

11、线、非全相、同杆线路的电容耦合等非接地故障，使电网的不对称电压升高，可能导致消弧线圈的自动调节控制器误判电网发生接地而动作，这时将会在电网中产生很高的中性点位移电压，造成系统中一相或两相电压升高很多，以致损坏电网中的其它设备。4) 另外，由于消弧线圈补偿弧光接地电流，使得故障点不宜发现，不利于小电流选线，快速查出故障。8. 试阐述消弧消谐柜工作原理？装置对系统发生的弧光接地故障,首先分析弧光接地的性质,然后针对具体的接地类型,采取相应的处理方式,处理方式如下:    1）如果系统发生不稳定的间歇性弧光接地故障，则微机控制器判断接地的相别，同时发出指令使故

12、障相的真空接触器闭合，从而完成消弧。数秒后，故障相的高压真空接触器断开，系统恢复正常运行。真空接触器快速动作将不稳定的弧光接地转化为稳定的金属性接地。     2）如果接地故障是稳定的弧光接地，微机控制器在判断接地相别后，则装置输出开关量接点信号，也可根据用户要求由微机向真空接触器发出动作指令；若故障消失，说明这一电弧接地故障是由过电压冲击引起的瞬时性接地故障，系统恢复正常运行；若故障相接触器断开后，系统再次在原故障相出现稳定的电弧接地，则装置认定此故障为永久性电弧接地故障，于是再次闭合故障相真空接触器,等待值班人员处理。 9. 试阐

13、述消弧消谐柜常见问题及改进方案？1) 熔丝熔断Ø 熔丝熔断发生原因主要有以下几个方面：u 设计失误，没有准确计算出系统对地电容电流，选择熔芯额定电流偏小；u 装置误动作，引发相间短路；u 无远程通讯功能，故障不能及时恢复。Ø 可作改进:u 合理选择熔芯额定电流；u 合理选用消弧装置；u 提高控制器抗干扰能力；u 增加远程通讯功能。2) 装置误动Ø 装置误动发生原因主要是控制器判据不合理、受电磁干扰，使控制器发出错误动作命令。Ø 可作改进:u 双CPU技术，合理设计控制器判据；u 提高控制器抗干扰能力。3) PT故障Ø PT故障包括PT熔丝熔断和

14、PT烧坏，引发此类故障的原因多是铁磁谐振。Ø 可作改进:u 提高PT抗饱和点；u 一次消谐；u 二次消谐。4) 装置重复使用Ø 装置的重复使用会使系统发生故障时难以找到故障点，当系统中有两相对地弧光接地时还会引发相间短路。Ø 可作改进: 建议只在总绛处安装消弧消谐装置，分配电所可配置配电聚优柜。10. 试阐述一天电气消弧消谐柜特点？u 能将系统的大气过电压和操作过电压限制到较低的电压水平，保证了电网及电气设备的绝缘安全；u 装置动作速度快，可在30ms内快速消除间歇性弧光及稳定性弧光接地故障，抑制弧光接地过电压，防止事故进一步扩大，降低线路的事故跳闸率；u 能够快

15、速、有效地消除系统的谐振过电压，防止长时间谐振过电压对系统绝缘破坏，防止谐振过电压对电网中装设的避雷器及小感性负载的损伤；u 装置动作后，允许315A的电容电流连续通过至少2小时以上，用户可以在完成转移负荷的倒闸操作之后再处理故障线路；u 由装置的工作原理可知，其限制过电压的机理与电网对地电容电流的大小无关，因而其保护性能不随电网运行方式的改变而改变，大小电网均可使用，电网扩容也没有影响；u 本装置中的电压互感器可以向计量仪表和继电保护等装置提供系统的电压信号，能够替代常规的PT柜；u 性价比高，相对于消弧线圈系统而言，性能价格比很高；u 配上小电流接地选线装置，能够准确查找单相接地故障线路，

16、对防止事故的进一步扩大，对减轻运行和维护人员的工作量有重要意义；u 装置采用特制2.5倍抗饱和能力的电压互感器，对电压互感器产生的铁磁谐振起到很好的抑制作用；u 装置具有弧光动作录波功能；u 0-300Hz全频消谐功能；u 控制器采用RS485通讯接口，标准MODBUS规约；u 控制器采用双CPU、32位DSP处理器、抗IV级电磁干扰。11.试分析铁磁谐振的发生条件及危害？铁磁谐振的发生：电弧间歇性接地，产生电弧接地过电压，电压互感器的三相铁芯受到不同的激励而呈现不同程度的饱和，各相感抗发生变化，各相电感值不相同，中性点位移产生零序电压。由于线路电流持续增大，导致电压互感器铁芯逐渐磁饱和，其电

17、感迅速减小，当电感降到满足L1/C时，即具备谐振条件，从而产生谐振过电压。在发生谐振时，电压互感器一次励磁电流急剧增大，使高压熔丝熔断。如果电流尚未达到熔丝的熔断值，但超过了电压互感器额定电流，长时间处于过电流状况下运行，必然造成电压互感器损。  铁磁谐振的危害：对铁磁谐振回路，在接地后出现电弧间歇性接地后产生的电弧接地过电压激励下，回路由非谐振工作状态跃变到谐振工作状态，电路从感性变为容性，发生相位反倾，在电气元件上产生过电压。这一谐振过程虽然时间非常短暂，但后果却十分严重。如果运行线路有绝缘薄弱的地方，则造成击穿事故。12.试分析“瞬悬复”技术工作原理？当电压互感器遭受

18、来自系统的涌流冲击时，控制器发出动作命令，启动智能开关，使其由正常时的闭合状态转换到断开状态，从而使装置中的一次消谐装置投入使用。涌流冲击结束或消谐结束后，控制器检测到三相电压及开口三角电压恢复正常，发出命令使智能开关重新回到闭合状态，旁路一次消谐装置，使其退出系统。该技术大大降低了电压互感器发生铁磁谐振的几率，保证设备安全。13.试分析配电聚优柜特点？u 取代PT柜功能，为系统提供电压信号，用于保护和测量；u 具有过电压、低电压、失压等保护功能，性价比高；u 采用了自主知识产权的专利技术“瞬悬复”；u 使用饱和点较高的2.5倍抗饱和PT； u 可大量吸收系统中的过电压能量，2MS方波通流容量3200A；u 优