试论电力系统过电压的产生与保护

马琳琳

大庆油田电力集团电力营销公司让胡路营业所

试论电力系统过电压的产生与保护

马琳琳

大庆油田电力集团电力营销公司让胡路营业所

文章首先阐述了过电压的概念，并简单介绍产生原因与类型，为制定保护措施打下基础。其次重点介绍几种常见过电压的生成原因与保护方案，从技术角度分析了避免过电压产生的方法，具有极强的可行性。可解决电力系统在运转中受到电磁干扰的问题，营造安全稳定的使用环境。

电力系统；过电压；保护技术

一、电力系统过电压的概念

用电设备在导通情况下内部会有电流经过，由于供电系统组成线路众多，除正常流经的电压外，还会产生一部分干扰电磁波。也就是常说的过电压。电力系统的承载能力是有限的，当加上这部分过电压后很容易发生危险，设备的某部分电压突然增高，而其他部位不变。这种情况并不属于正常运转，系统继续供电很容易被损坏。

过电压可能是由系统故障造成的，电力系统大部分设备导线暴露在室外，发生雷雨天气后很难保障其安全。根据产生形势将其分为两种，首先是受天气环境影响出现的大气电压。其次是故障造成的内部电压，在导线分部密集的部分最容易产生，会影响到电压的正常流动，造成设备内部环境紊乱，电力系统不能正常使用。工作人员在闭合导通装置时有瞬间电压产生，要大于正常使用的量，并且在电力系统中长时间存在，并不会随着使用时间增长而消失。通过检测电力系统的电磁波可察觉到过电压，系统故障和操作原因产生的过电压都可以通过技术手段避免。但雷电击中产生的瞬间电压增大则很难彻底解决，需要在电力系统中安装合理的避雷设施，并保障可应对雷电灾害。

二、过电压产生的原因

1、操作过电压产生的原因及解决措施

电力系统在使用中容易受过电压的影响，下面以内部产生因素为例，详细分析产生的原因以及各种突发情况的解决对策。因操作原因所致的过电压如下。

(1)切除空载电路

电力系统中没有连接负载的部分需要切除，减少总系统的供电压力，也可保护设备安全。在切除过程中，空载导线中会留有一部分电压，这部分电压在切除后便进入到电力系统中，因此产生了过电压。在切除阶段产生的电磁干扰最为常见，并且具有极强的不稳定性，过电压的大小很难预估，总系统中异常升高的电压打破了原有的通电功率。若不及时解决会对系统的安全稳定造成影响，测量到的参数也会失去精准度。

(2)切除空载电路过电压的解决措施

空载电路部分并没有接用电设备，但却与电源端相接，系统导通时，在其内部会形成预备电压。此时电磁振动频率较高，而空载中的过电压并不会被消耗尽，因此要在产生阶段下功夫，阻止对电力系统产生影响。可在系统中安装抗干扰能力强的断路设备，接收到指令后可自动切断空载部分。电力系统中必须选取合适的点接地，可将过电压传输至地下，避免多余的电压进入系统中。运行时可使用测量仪器来检验各点的导通情况，发现有干扰电磁波后立刻停止设备运转，通过技术手段将其排除，避免发生使用危险。

2、谐振过电压产生的原因及解决措施

谐振过电压是由于在电网中，电容和电感元件的参数组合不合理而产生的，从而最终导致谐振的产生，这种过电压具有倍数高且持续时间长的特点。而引起谐振过电压产生的原因有以下几种：

(1)线性的谐振过电压

电力系统的部分线路构成特殊。其中并不含有金属元器件，系统频繁的在最大电流与最小电流之间切换，形成了震荡。线性震荡具有一定的周期性，在这以过程中很容易产生过电压。随着震荡时间的增长，电磁干扰现象会逐渐明显，使电力系统的过载增大，不能正常使用。

(2)铁磁谐振过电压

过电压自身是一种电磁波干扰，电力系统在运转过程中很容易受到过电压的影响，各项参数在测量时会发生变化，计算总功率若不将其去除最终结果会增大，失真。铁在用电设备中最为常见，具有众多优良性质，但同时也存在不稳定因素，很容易产生铁磁干扰。当系统呈饱和状态时，检测系统内部各项参数，若超出额定范围，则产生了过电压。是因为在谐振回路中由带有铁芯的电感元件所构成的，因此，带有铁芯的电感元件非常容易出现饱和的现象，这样就会使得回路中的电感参数形成非线性的图像。

(3)参数谐振过电压

电力系统仅在发生故障或者超负荷运行时才会产生谐振，其中参数谐振的产生是由于回路所用时间较长，其中某一部分元件受到电磁波干扰，造成电压振荡。为避免此类问题发生，应对电子元件的运转周期进行调整，减少其中存在的时间差。对感染磁场进行处理，将影响因素降至最小。

3、大气过电压产生的原因及解决措施

大气过电压又称为外部过电压，包括对设备的直击雷过电压和设备上感应的过电压。其中，雷电过电压是最为明显的一项内容。而且雷电过电压的保护是用来限制过电压的一种最为重要保护措施。其中具体介绍以下几种保护方式。

第一，架空送电线路的防雷保护

架空送电线路的防雷保护措施主要有:采用避雷线，减少导线受到直击雷的次数。由于雷击事故中主要是一些单相接地，那么，电网中性点可以采用不直接接地的方式来进行避雷。

第二，变电站的防雷保护

在变电站,对直击雷的保护常常采用避雷线对侵入波采取防护措施。

第三，电缆线路的防雷保护

电缆线路一般不会遭到直击雷,因为雷电过电压是从连接的架空线路进入的,所以要对雷电侵入波进行有效的保护。

第四，架空配电网的防雷保护

首先，要采用绝缘水平的绝缘子,这样可以减少切除故障的时间,从而减少雷击跳闸率和断线等事故。

三、电力系统过电压的解决措施

对于电力系统过电压，我们应到高度的予以重视，首先要增加避雷器，而且要对变电站进行一些技术改造，还要同时加置氧化锌避雷针、改变电容、电感参数。其次还要安装防止操作过电压保护装置，以便彻底解决操作过电压对电气设备安全运行的危害。最后，还要在系统中性点装上自动调谐接地补偿装置，这也是从根本解决这一问题的最好方式。

小结

电力系统的稳定与安全关系到地方经济的发展，过电压一直是影响用电设备使用的不稳定因素。对此，技术人员要丰富自身知识储备，细致观察系统的使用情况，通过技术手段解决过电压的产生，营造安全稳定的用电环境。明确过电压的产生原因后还需要基层工作人员积极配合，与技术人员共同完成电力系统保护工作。

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[2]杜林,李欣,司马文霞,席世友,杨庆,袁涛.110kV变电站过电压在线监测系统及其波形分析[J].高电压技术,2012(03).