過電壓常見問題分析

1、1. 操作過電壓產(chǎn)生的原因及危害？操作過電壓是由于進行斷路器操作或發(fā)生突然短路而引起的衰減較快持續(xù)時間較短的過電壓。操作過電壓產(chǎn)生的原因：空載線路合閘和重合閘過電壓。切除空載線路過電壓。切斷空載變壓器過電壓?；」饨拥剡^電壓。線路非對稱故障分閘和振蕩解列。Ø 截流過電壓：由于真空斷路器具有良發(fā)的滅弧性能，當(dāng)開斷小電流時，電弧在過零前熄滅，由于電流被突然切斷，其滯留于電機等電感繞組中的能量必然向繞組中的雜散電容充電，轉(zhuǎn)變?yōu)殡妶瞿芰俊τ陔姍C和變壓器，特別是空載或容量較小時，則相當(dāng)于一個大的電感，且回路電容量較小，因此會產(chǎn)生高的過電壓，特別是開斷空載變壓器時更危險。從理論上講可以產(chǎn)生很高的

2、過電壓，但由于觸頭和回路中有一定的電阻，產(chǎn)生損耗以及發(fā)生擊穿，對過電壓值有相當(dāng)?shù)囊种谱饔谩?#216; 多次重燃過電壓。多次重燃過電壓是由于弧隙發(fā)生多次重燃，電源多次向電機電源充電而產(chǎn)生的。在真空斷路器切斷電流的過程中，觸頭的一側(cè)為工頻電源，另一側(cè)為LC回路充放電的振蕩電源，如果觸頭間的開距不夠大，兩個電壓疊加后就會使弧隙之間發(fā)生擊穿，斷路器的恢復(fù)電壓就會升高。如時觸頭開距不夠大，就會發(fā)生第二次重燃，再滅弧，再重燃，以至發(fā)生多次重燃現(xiàn)象。多次的充放電振蕩，使觸頭間的恢復(fù)電壓逐漸升高，負載端的電壓也不斷升高，致使產(chǎn)生多次重燃過電壓，損壞電氣設(shè)備。Ø 三相開斷過電壓。三相開斷過電壓是由于

3、斷路器首先開斷相弧隙產(chǎn)生重燃時，流過該相綿弧隙的高頻電流引起其余兩相弧隙中的工頻電流迅速過零，致使末開斷相隨之被切斷，在其他兩相弧隙中產(chǎn)生類似較大水平的截流現(xiàn)象，從而產(chǎn)生更高的操作過電壓，產(chǎn)生的過壓加在相與相之間的絕緣上。在開斷中，小容量電機或輕負荷情下容易出現(xiàn)三相開斷過電壓。對母線支撐件，套管以及所連接的二次設(shè)備產(chǎn)生影響。2. 如何正確選擇系統(tǒng)過電壓保護裝置？過電壓種類繁多，應(yīng)根據(jù)保護對象合理選擇選擇過電壓保護裝置，從而有效地抑制系統(tǒng)過電壓，保護運行設(shè)備絕緣安全。在選擇時應(yīng)遵循以下原則:u 保護裝置的保護水平應(yīng)低于被保護對象的絕緣耐壓水平；u 相間保護水平應(yīng)與相對地保護水平保持一致；u 考慮

4、保護裝置自身安全，持續(xù)運行電壓應(yīng)按：1.15*1.1Ue（Ue為額定相電壓）。3. 試分析無間隙四星型和四間隙四星型結(jié)構(gòu)組合式保護器特點？1) 三相四星型組合式過電壓保護器保護器結(jié)構(gòu)如圖，由氧化鋅閥片組成星型結(jié)構(gòu)。優(yōu)點：u 將氧化鋅閥片進行拆分，組合。繼承MOA的優(yōu)點；u 保護相對地同時，兼具保護相對地過電壓；u 動作響應(yīng)速度快；缺點：u 正常運行時，荷電率偏高。三相平衡時，使靠近電源側(cè)氧化鋅閥片承擔(dān)相電壓，動作電壓是設(shè)計時的一半左右。故此部分荷電率為設(shè)計時的一倍，易老化，稱為保護器的薄弱環(huán)節(jié)。u 易發(fā)生連鎖現(xiàn)象。一旦發(fā)生閥片熱崩情況，會發(fā)生連鎖反應(yīng)，使其他閥片發(fā)生熱崩，導(dǎo)致相間短路，引發(fā)事故

5、。2) 三相四間隙四星型組合式過電壓保護器保護器結(jié)構(gòu)如圖，由氧化鋅閥片和間隙配合組成星型結(jié)構(gòu)。優(yōu)點：u 解決荷電率偏高的問題。氧化鋅閥片和間隙互為保護，正常運行時間隙不導(dǎo)通荷電率為零，保護氧化鋅；保護器動作時，間隙擊穿，氧化鋅動作承擔(dān)滅弧任務(wù)，保護間隙。u 無截波，無續(xù)流；缺點：u 間隙的存在使保護器動作有延時；u 間隙密封要求高，進潮后會使動作電壓降低，易引發(fā)氧化鋅熱崩潰；u 受海拔高度、空氣濕度影響較大；u 動作有延時。4. 過電壓保護裝置在線監(jiān)測的必要性？過電壓保護產(chǎn)品運行中往往因泄露過電流過大而引發(fā)氧化鋅熱崩潰（氧化鋅0.75倍持續(xù)運行電壓時不大于50uA），最終導(dǎo)致相間短路。EAT配

6、置在線檢測裝置，可實時在線監(jiān)測裝置運行狀況，監(jiān)測出裝置運行時泄漏電流。當(dāng)泄露電流超標時，可通過RS485通訊提示系統(tǒng)運行監(jiān)控人員及時更換。在線監(jiān)測裝置記錄動作次數(shù)，便于分析系統(tǒng)過電壓程度。5.一特六柱全相雙安全保護裝置特點有哪些？u 六只氧化鋅閥片組成獨立保護，不會引起星型結(jié)構(gòu)連鎖反映的缺陷；u 相間、相對地保護；u 響應(yīng)速度快，動作時間nS級；u 無截波，無續(xù)流；u 伏安特性曲線良好，殘壓低；u 真空環(huán)氧樹脂澆注，密封性好，對環(huán)境要求低，適用范圍廣；u 防相間短路設(shè)計；u 配置在線檢測裝置，可實時在線監(jiān)測裝置運行狀況，記錄動作次數(shù)。6. 試分析弧光過電壓產(chǎn)生及原因？1) 單相弧光接地過電壓的

7、形成機理對于單相弧光接地過電壓形成機理的理論分析方法很多，對于電網(wǎng)中性點不接地系統(tǒng)，電力電纜在其相間和相地間都有等效電容。經(jīng)計算表明,發(fā)生單相弧光接地時過電壓的最大值將達到：Umax=1.5Um+（1.5Um0.7Um）=2.3Um單相弧光接地的過電壓瞬時幅值最大可以達到20.4KV。如果弧光接地在接地點造成弧光間隙性反復(fù)燃燒，那么產(chǎn)生的過電壓倍數(shù)將遠遠大于2.3倍。根據(jù)有關(guān)資料介紹，在國外有些專家對單相弧光接地進行了實測，其結(jié)果顯示，過電壓幅值高達正常相電壓幅值的33.5倍。在系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，都產(chǎn)生了較高的過電壓，才會引起避雷器放電。強烈的過電壓使相間空氣絕緣被擊穿，形成相間弧光短路，至

8、于避雷器的爆炸，主要是由于避雷器的選型錯誤（原設(shè)計型號為Y3W-10/31.5）和產(chǎn)品質(zhì)量欠佳（受潮），再加上弧光短路產(chǎn)生的高能熱量加劇了避雷器的爆炸。由此可見如此高的過電壓一旦產(chǎn)生就將會在電力網(wǎng)絡(luò)絕緣薄弱環(huán)節(jié)形成閃絡(luò)放電，嚴重時將破壞絕緣，造成相間短路或者損害電氣設(shè)備。發(fā)電機接地電流已遠遠大于5A，才會造成發(fā)電機定子鐵芯熔化，即與發(fā)電機有電氣連接的電力網(wǎng)絡(luò)的單相接地電流已大大超過了5A。2) 單相弧光接地產(chǎn)生的原因從上述分析可見，單相弧光接地是威脅電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和可靠運行的最主要和最直接因素。而中性點的接地方式，直接影響到單相弧光接地的產(chǎn)生和限制力度。根據(jù)我國的傳統(tǒng)設(shè)計經(jīng)驗，在6KV-3

9、5KV電力系統(tǒng)普遍采用中性點不接地方式，這是因為在早期的電力網(wǎng)中，電力電纜采用量不大，系統(tǒng)的單相接地電容電流并不大。而隨著各電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展和增容，原電力系統(tǒng)主接線發(fā)生了很大的變化，電力電纜的采用量急劇增加。從諸多系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀和經(jīng)驗來看，其過電壓發(fā)生的機率越來越高，由于過電壓造成的事故在整個電氣事故中所占的比例也越來越大。供電系統(tǒng)亦屬于這種情況。該系統(tǒng)從最初的以架空線為主的配電系統(tǒng)發(fā)展成為了擁有發(fā)電、供配電以及以電力電纜連接為主的電力系統(tǒng)，再加上即將上馬的更高變配電網(wǎng)絡(luò)，將形成以發(fā)、變和配電綜合一體化電力系統(tǒng)。因此最初采用的中性點不接地方式將受到嚴峻的考驗！根據(jù)電力設(shè)備過電壓保護設(shè)計技術(shù)規(guī)

10、程和電力部、國家的有關(guān)標準和要求，對于335KV電力系統(tǒng)，當(dāng)單相接地電流小于30A時，如要求發(fā)電機能帶單相接地故障運行，則當(dāng)與發(fā)電機有電氣連接的335KV電網(wǎng)的接地電流小于5A時，其中性點可采用不接地運行方式。7. 試分析消弧線圈對于限制弧光過電壓的不足？1) 有效限制架空線路弧光過電壓，對于電纜中高頻電流不能做很好的補償。2) 由于電網(wǎng)運行方式的多樣化及弧光接地點的隨機性，消弧線圈要對電容電流進行有效補償確有難度，且消弧線圈僅僅補償了工頻電容電流，而實際通過接地點的電流不僅有工頻電容電流，而且包含大量的高頻電流及阻性電流，嚴重時僅高頻電流及阻性電流就可以維持電弧的持續(xù)燃燒；3) 當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生斷

11、線、非全相、同桿線路的電容耦合等非接地故障，使電網(wǎng)的不對稱電壓升高，可能導(dǎo)致消弧線圈的自動調(diào)節(jié)控制器誤判電網(wǎng)發(fā)生接地而動作，這時將會在電網(wǎng)中產(chǎn)生很高的中性點位移電壓，造成系統(tǒng)中一相或兩相電壓升高很多，以致?lián)p壞電網(wǎng)中的其它設(shè)備。4) 另外，由于消弧線圈補償弧光接地電流，使得故障點不宜發(fā)現(xiàn)，不利于小電流選線，快速查出故障。8. 試闡述消弧消諧柜工作原理？裝置對系統(tǒng)發(fā)生的弧光接地故障,首先分析弧光接地的性質(zhì),然后針對具體的接地類型,采取相應(yīng)的處理方式,處理方式如下:    1）如果系統(tǒng)發(fā)生不穩(wěn)定的間歇性弧光接地故障，則微機控制器判斷接地的相別，同時發(fā)出指令使故

12、障相的真空接觸器閉合，從而完成消弧。數(shù)秒后，故障相的高壓真空接觸器斷開，系統(tǒng)恢復(fù)正常運行。真空接觸器快速動作將不穩(wěn)定的弧光接地轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的金屬性接地。     2）如果接地故障是穩(wěn)定的弧光接地，微機控制器在判斷接地相別后，則裝置輸出開關(guān)量接點信號，也可根據(jù)用戶要求由微機向真空接觸器發(fā)出動作指令；若故障消失，說明這一電弧接地故障是由過電壓沖擊引起的瞬時性接地故障，系統(tǒng)恢復(fù)正常運行；若故障相接觸器斷開后，系統(tǒng)再次在原故障相出現(xiàn)穩(wěn)定的電弧接地，則裝置認定此故障為永久性電弧接地故障，于是再次閉合故障相真空接觸器,等待值班人員處理。 9. 試闡

13、述消弧消諧柜常見問題及改進方案？1) 熔絲熔斷Ø 熔絲熔斷發(fā)生原因主要有以下幾個方面：u 設(shè)計失誤，沒有準確計算出系統(tǒng)對地電容電流，選擇熔芯額定電流偏小；u 裝置誤動作，引發(fā)相間短路；u 無遠程通訊功能，故障不能及時恢復(fù)。Ø 可作改進:u 合理選擇熔芯額定電流；u 合理選用消弧裝置；u 提高控制器抗干擾能力；u 增加遠程通訊功能。2) 裝置誤動Ø 裝置誤動發(fā)生原因主要是控制器判據(jù)不合理、受電磁干擾，使控制器發(fā)出錯誤動作命令。Ø 可作改進:u 雙CPU技術(shù)，合理設(shè)計控制器判據(jù)；u 提高控制器抗干擾能力。3) PT故障Ø PT故障包括PT熔絲熔斷和

14、PT燒壞，引發(fā)此類故障的原因多是鐵磁諧振。Ø 可作改進:u 提高PT抗飽和點；u 一次消諧；u 二次消諧。4) 裝置重復(fù)使用Ø 裝置的重復(fù)使用會使系統(tǒng)發(fā)生故障時難以找到故障點，當(dāng)系統(tǒng)中有兩相對地弧光接地時還會引發(fā)相間短路。Ø 可作改進: 建議只在總絳處安裝消弧消諧裝置，分配電所可配置配電聚優(yōu)柜。10. 試闡述一天電氣消弧消諧柜特點？u 能將系統(tǒng)的大氣過電壓和操作過電壓限制到較低的電壓水平，保證了電網(wǎng)及電氣設(shè)備的絕緣安全；u 裝置動作速度快，可在30ms內(nèi)快速消除間歇性弧光及穩(wěn)定性弧光接地故障，抑制弧光接地過電壓，防止事故進一步擴大，降低線路的事故跳閘率；u 能夠快

15、速、有效地消除系統(tǒng)的諧振過電壓，防止長時間諧振過電壓對系統(tǒng)絕緣破壞，防止諧振過電壓對電網(wǎng)中裝設(shè)的避雷器及小感性負載的損傷；u 裝置動作后，允許315A的電容電流連續(xù)通過至少2小時以上，用戶可以在完成轉(zhuǎn)移負荷的倒閘操作之后再處理故障線路；u 由裝置的工作原理可知，其限制過電壓的機理與電網(wǎng)對地電容電流的大小無關(guān)，因而其保護性能不隨電網(wǎng)運行方式的改變而改變，大小電網(wǎng)均可使用，電網(wǎng)擴容也沒有影響；u 本裝置中的電壓互感器可以向計量儀表和繼電保護等裝置提供系統(tǒng)的電壓信號，能夠替代常規(guī)的PT柜；u 性價比高，相對于消弧線圈系統(tǒng)而言，性能價格比很高；u 配上小電流接地選線裝置，能夠準確查找單相接地故障線路，

16、對防止事故的進一步擴大，對減輕運行和維護人員的工作量有重要意義；u 裝置采用特制2.5倍抗飽和能力的電壓互感器，對電壓互感器產(chǎn)生的鐵磁諧振起到很好的抑制作用；u 裝置具有弧光動作錄波功能；u 0-300Hz全頻消諧功能；u 控制器采用RS485通訊接口，標準MODBUS規(guī)約；u 控制器采用雙CPU、32位DSP處理器、抗IV級電磁干擾。11.試分析鐵磁諧振的發(fā)生條件及危害？鐵磁諧振的發(fā)生：電弧間歇性接地，產(chǎn)生電弧接地過電壓，電壓互感器的三相鐵芯受到不同的激勵而呈現(xiàn)不同程度的飽和，各相感抗發(fā)生變化，各相電感值不相同，中性點位移產(chǎn)生零序電壓。由于線路電流持續(xù)增大，導(dǎo)致電壓互感器鐵芯逐漸磁飽和，其電

17、感迅速減小，當(dāng)電感降到滿足L1/C時，即具備諧振條件，從而產(chǎn)生諧振過電壓。在發(fā)生諧振時，電壓互感器一次勵磁電流急劇增大，使高壓熔絲熔斷。如果電流尚未達到熔絲的熔斷值，但超過了電壓互感器額定電流，長時間處于過電流狀況下運行，必然造成電壓互感器損。  鐵磁諧振的危害：對鐵磁諧振回路，在接地后出現(xiàn)電弧間歇性接地后產(chǎn)生的電弧接地過電壓激勵下，回路由非諧振工作狀態(tài)躍變到諧振工作狀態(tài)，電路從感性變?yōu)槿菪裕l(fā)生相位反傾，在電氣元件上產(chǎn)生過電壓。這一諧振過程雖然時間非常短暫，但后果卻十分嚴重。如果運行線路有絕緣薄弱的地方，則造成擊穿事故。12.試分析“瞬懸復(fù)”技術(shù)工作原理？當(dāng)電壓互感器遭受

18、來自系統(tǒng)的涌流沖擊時，控制器發(fā)出動作命令，啟動智能開關(guān)，使其由正常時的閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換到斷開狀態(tài)，從而使裝置中的一次消諧裝置投入使用。涌流沖擊結(jié)束或消諧結(jié)束后，控制器檢測到三相電壓及開口三角電壓恢復(fù)正常，發(fā)出命令使智能開關(guān)重新回到閉合狀態(tài)，旁路一次消諧裝置，使其退出系統(tǒng)。該技術(shù)大大降低了電壓互感器發(fā)生鐵磁諧振的幾率，保證設(shè)備安全。13.試分析配電聚優(yōu)柜特點？u 取代PT柜功能，為系統(tǒng)提供電壓信號，用于保護和測量；u 具有過電壓、低電壓、失壓等保護功能，性價比高；u 采用了自主知識產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)“瞬懸復(fù)”；u 使用飽和點較高的2.5倍抗飽和PT； u 可大量吸收系統(tǒng)中的過電壓能量，2MS方波通流容量3200A；u 優(yōu)