內(nèi)過電壓保護(hù)存在問題

一、防止操作過電壓重視不夠

一般對防止線路合閘與重合閘過電壓、空載線路分鬧過電壓、線路非對稱故障分閘和振蕩解列過電壓、操作空載變壓器和并聯(lián)電抗器等的過電壓，在設(shè)計(jì)安裝時(shí)大都配備了比較完善的設(shè)施，在運(yùn)行中還未發(fā)生過什么問題，基本上保證了安全需要。但在設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)方面還存在一些可能引起操作過電壓的漏洞，如斷路器三相合鬧不同期，當(dāng)一相（或兩相）先合入時(shí)，通過相間電容耦合，其暫態(tài)電壓在未合閘相的導(dǎo)線上感應(yīng)出同極性的電壓，在后合入相接通時(shí)便會引起過電壓。試驗(yàn)表明，不同期合閘能使過電壓增大10％~30％。有的單位對此問題重視不夠，斷路器不是按規(guī)定進(jìn)行大修，就是在大修中不注意對斷路器三相開合閘同期的調(diào)整。

此外，一般變電所在3~66kV系統(tǒng)中，大都有并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置，當(dāng)用斷路器斷開電容性負(fù)載時(shí)，如斷路器發(fā)生單相重?fù)舸?，電容器高壓端對地過電壓可能超過4.0P.u。在開斷前，若電源側(cè)有單相接他故障，該過電壓將會更高。開斷時(shí)如發(fā)生兩相重?fù)舸娙萜鳂O間過電壓可能超過2.5Un.c。有的單位在設(shè)備選型時(shí)由于對此問題注意不夠，對操作并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，采用一般斷路器，由于斷弧能力不強(qiáng)，以致在操作時(shí)發(fā)生斷路器爆炸。

二、防止諧振過電壓措施不完善

諧振過電壓包括線性諧振和非線性（鐵磁）諧振過電壓。

（1）變壓器中性點(diǎn)未裝設(shè)過電壓保護(hù)裝置。在中性點(diǎn)有效接地的系統(tǒng)中，有的變電所在系統(tǒng)出現(xiàn)異常，與系統(tǒng)解列后形成孤立網(wǎng)，致使變壓器中性點(diǎn)處于不接地狀態(tài)。在下列多種情況時(shí)，如當(dāng)進(jìn)行空載長線路切、合操作時(shí)，由于線路的電容效應(yīng)或在斷開電容性負(fù)載時(shí)、當(dāng)切除空載變壓器或電抗器時(shí)、當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生不對稱接地或發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷時(shí)，都能產(chǎn)生工頻過電壓，由于在變壓器中性點(diǎn)處未裝設(shè)過電壓保護(hù)裝置，而造成對變壓器絕緣造成損壞。有的單位雖然裝了保護(hù)間隙，由于間隙調(diào)整不當(dāng)，經(jīng)常動(dòng)作跳閘。

（2）變電所由于接線和運(yùn)行方式問題引起的諧振過電壓。變壓器二次側(cè)的中性點(diǎn)不接地、有Y接線的中性點(diǎn)接地的電壓互感器、母線及其出線有相當(dāng)大的對地電容值，和在系統(tǒng)組成的電路中存在鐵芯電感的起始值和等效電容組成的自振頻率，當(dāng)該自振頻率小于并接近于諧振頻率，電路中電阻小于某臨界值或非線性電感的變化范圍足夠大時(shí)，電路內(nèi)受到足夠強(qiáng)烈的沖擊擾動(dòng)（如突然合閘、發(fā)生故障或故障消除時(shí)），都能激發(fā)起危害設(shè)備的持續(xù)性諧振過電壓。但許多單位對此未引起注意。此外，在10kV系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于諧振過電壓往往造成配電設(shè)備閃絡(luò)事故，有時(shí)也會造成電壓互感器高壓熔斷器熔絲熔斷的現(xiàn)象。

（3）在非直接接地系統(tǒng)中，單相接地故障電容電流超過規(guī)定。由于沒有在變壓器中性點(diǎn)裝設(shè)消弧線圈接地，在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地點(diǎn)往往會出現(xiàn)間歇性電弧，有可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)振蕩，使非故障相和故障相中產(chǎn)生過渡過程過電壓。不僅可能損壞變壓器絕緣，也可能造成同電壓等級的其他配電裝置發(fā)生閃絡(luò)事故。

針對上述問題，根據(jù)原電力部頒發(fā)的《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》（DL／T 620—1997）中的有關(guān)規(guī)定，提出以下改進(jìn)建議：

（1）加強(qiáng)對斷路器的維護(hù)檢修。為了防止操作過電壓對設(shè)備的損害，應(yīng)加強(qiáng)對斷路器的檢修維護(hù)，確保三相分、合閘觸動(dòng)頭的同期差不超過規(guī)定值；對操作并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，應(yīng)采用開斷時(shí)不重?fù)舸┑臄嗦菲鳌?/P>

（2）在變壓器中性點(diǎn)處加裝保護(hù)間隙或采取其他措施。為了避免在110~220kV有效接地系統(tǒng)中偶然形成局部不接地系統(tǒng)，并產(chǎn)生較高的工頻過電壓。對可能形成這種局部系統(tǒng)的，或低壓側(cè)有電源的110kV及220kV變壓器不接地的中性點(diǎn)，應(yīng)裝設(shè)保護(hù)間隙。因接地故障形成局部不接地系統(tǒng)時(shí)該間隙應(yīng)動(dòng)作；系統(tǒng)以有效接地方式運(yùn)行，發(fā)生單相接地故障時(shí)，間隙不應(yīng)動(dòng)作。間隙距離的選擇除應(yīng)滿足這兩項(xiàng)要求外，還應(yīng)兼顧雷電過電壓下保護(hù)變壓器中性點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)分級絕緣的要求。本裝設(shè)保護(hù)間隙的，應(yīng)在中性點(diǎn)裝設(shè)金屬氧化物避雷器。如變壓器中性點(diǎn)為全絕緣，變電所為單進(jìn)線，且為單臺變壓器運(yùn)行，也應(yīng)在中性點(diǎn)裝設(shè)雷電過電壓保護(hù)裝置。

（3）變壓器中性點(diǎn)采用不接地方式或消弧線圈接地方式。在3～10kV不直接連接發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)和35kV、66kV系統(tǒng)，當(dāng)單相接地故障電容電流不超過下列數(shù)值時(shí)，采用不接地方式。當(dāng)超過下列數(shù)值，又需要在接地故障條件下運(yùn)行時(shí)，應(yīng)采用消弧線圈接地方式：

1）3~10kV鋼筋混凝土或金屬桿塔的架空線路構(gòu)成的系統(tǒng)，和所有35kV、66kV系統(tǒng)，10A。

2）3～10kV非鋼筋混凝土或非金屬桿塔的架空線路構(gòu)成的系統(tǒng)，當(dāng)電壓為：3kV和6kV時(shí)，30A；10kV時(shí)，20A。

3）3~10kV電纜線路構(gòu)成的系統(tǒng)，30A。

消弧線圈接地系統(tǒng)，在正常運(yùn)行情況下，中性點(diǎn)長時(shí)間的電壓位移不應(yīng)超過系統(tǒng)標(biāo)稱相電壓的15％。故障點(diǎn)的殘余電流不宜超過10A。

消弧線圈接地系統(tǒng)宜采用過補(bǔ)償運(yùn)行方式。

系統(tǒng)中消弧線圈裝設(shè)地點(diǎn)應(yīng)符合下列要求：①應(yīng)保證系統(tǒng)在任何運(yùn)行方式下，斷開一、二回線路時(shí)，大部分不致失去補(bǔ)償。②不宜將多臺消弧線圈集中安裝在系統(tǒng)中的一處。③消弧線圈直接于YN，yn，d接線的變壓器中性點(diǎn)上，也可接在ZN，yn接線的變壓器中性點(diǎn)上。④消弧線圈的調(diào)諧應(yīng)由電網(wǎng)調(diào)度根據(jù)系統(tǒng)需要由調(diào)度指令，變電所操作。

（4）發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)，單相接地故障電容電流較小時(shí)，為了防止諧振、間歇性電弧接地過電壓等對設(shè)備的損害，可采用高電阻接地方式。

（5）防止和處理鐵磁諧振可選取下列措施：

1）選用勵(lì)磁特性飽和點(diǎn)較高的電磁式電壓互感器；

2）減少同一系統(tǒng)中電壓互感器中性點(diǎn)接地的數(shù)量，除電源側(cè)電壓互感器高壓繞組中性點(diǎn)接地外，其他電壓互感器中性點(diǎn)盡可能不接地；

3）在電壓互感器的開口三角形繞組裝設(shè)R_Δ£0.4（X_m／K₁₃）的電阻（K₁₃為電壓互感器一次繞組與開口三角形繞阻的變比），或裝設(shè)其他專門消除此類鐵磁諧振的裝置；

4）10kV及以下電壓互感器高壓繞組中性點(diǎn)經(jīng)R_p.n³0.06X_m（容量大于600W）的電阻接地；

5）如果在系統(tǒng)母線充電過程中發(fā)生鐵磁諧振，可迅速投入空載線路；兩條母線運(yùn)行發(fā)生諧振時(shí)，可拉、合母聯(lián)斷路器。