內過電壓保護存在問題

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、操作空載變壓器和並聯電抗器等的過電壓，在設計安裝時大都配備了比較完善的設施，在運行中還未發生過什麼問題，基本上保證了安全需要。但在設備的運行維護方麵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，當一相（或兩相）先合入時，通過相間電容耦合，其暫態電壓在未合閘相的導線上感應出同極性的電壓，在後合入相接通時便會引起過電壓。試驗表明，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，斷路器不是按規定進行大修，就是在大修中不注意對斷路器三相開合閘同期的調整。

此外，一般變電所在3~66kV係統中，大都有並聯電容器補償裝置，當用斷路器斷開電容性負載時，如斷路器發生單相重擊穿，電容器高壓端對地過電壓可能超過4.0P.u。在開斷前，若電源側有單相接他故障，該過電壓將會更高。開斷時如發生兩相重擊穿，電容器極間過電壓可能超過2.5Un.c。有的單位在設備選型時由於對此問題注意不夠，對操作並聯電容補償裝置，采用一般斷路器，由於斷弧能力不強，以致在操作時發生斷路器爆炸。

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）變壓器中性點未裝設過電壓保護裝置。在中性點有效接地的係統中，有的變電所在係統出現異常，與係統解列後形成孤立網，致使變壓器中性點處於不接地狀態。在下列多種情況時，如當進行空載長線路切、合操作時，由於線路的電容效應或在斷開電容性負載時、當切除空載變壓器或電抗器時、當電力係統中發生不對稱接地或發電機突然甩負荷時，都能產生工頻過電壓，由於在變壓器中性點處未裝設過電壓保護裝置，而造成對變壓器絕緣造成損壞。有的單位雖然裝了保護間隙，由於間隙調整不當，經常動作跳閘。

（2）變電所由於接線和運行方式問題引起的諧振過電壓。變壓器二次側的中性點不接地、有Y接線的中性點接地的電壓互感器、母線及其出線有相當大的對地電容值，和在係統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，當該自振頻率小於並接近於諧振頻率，電路中電阻小於某臨界值或非線性電感的變化範圍足夠大時，電路內受到足夠強烈的衝擊擾動（如突然合閘、發生故障或故障消除時），都能激發起危害設備的持續性諧振過電壓。但許多單位對此未引起注意。此外，在10kV係統中發生單相接地故障時，由於諧振過電壓往往造成配電設備閃絡02manbetx.com ，有時也會造成電壓互感器高壓熔斷器熔絲熔斷的現象。

（3）在非直接接地係統中，單相接地故障電容電流超過規定。由於沒有在變壓器中性點裝設消弧線圈接地，在係統發生單相接地故障時，接地點往往會出現間歇性電弧，有可能導致電力係統振蕩，使非故障相和故障相中產生過渡過程過電壓。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生閃絡02manbetx.com 。

針對上述問題，根據原電力部頒發的《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》（DL／T 620—1997）中的有關規定，提出以下改進建議：

（1）加強對斷路器的維護檢修。為了防止操作過電壓對設備的損害，應加強對斷路器的檢修維護，確保三相分、合閘觸動頭的同期差不超過規定值；對操作並聯電容補償裝置，應采用開斷時不重擊穿的斷路器。

（2）在變壓器中性點處加裝保護間隙或采取其他措施。為了避免在110~220kV有效接地係統中偶然形成局部不接地係統，並產生較高的工頻過電壓。對可能形成這種局部係統的，或低壓側有電源的110kV及220kV變壓器不接地的中性點，應裝設保護間隙。因接地故障形成局部不接地係統時該間隙應動作；係統以有效接地方式運行，發生單相接地故障時，間隙不應動作。間隙距離的選擇除應滿足這兩項要求外，還應兼顧雷電過電壓下保護變壓器中性點標準分級絕緣的要求。本裝設保護間隙的，應在中性點裝設金屬氧化物避雷器。如變壓器中性點為全絕緣，變電所為單進線，且為單台變壓器運行，也應在中性點裝設雷電過電壓保護裝置。

（3）變壓器中性點采用不接地方式或消弧線圈接地方式。在3～10kV不直接連接發電機的係統和35kV、66kV係統，當單相接地故障電容電流不超過下列數值時，采用不接地方式。當超過下列數值，又需要在接地故障條件下運行時，應采用消弧線圈接地方式：

1）3~10kV鋼筋混凝土或金屬杆塔的架空線路構成的係統，和所有35kV、66kV係統，10A。

2）3～10kV非鋼筋混凝土或非金屬杆塔的架空線路構成的係統，當電壓為：3kV和6kV時，30A；10kV時，20A。

3）3~10kV電纜線路構成的係統，30A。

消弧線圈接地係統，在正常運行情況下，中性點長時間的電壓位移不應超過係統標稱相電壓的15％。故障點的殘餘電流不宜超過10A。

消弧線圈接地係統宜采用過補償運行方式。

係統中消弧線圈裝設地點應符合下列要求：①應保證係統在任何運行方式下，斷開一、二回線路時，大部分不致失去補償。②不宜將多台消弧線圈集中安裝在係統中的一處。③消弧線圈直接於YN，yn，d接線的變壓器中性點上，也可接在ZN，yn接線的變壓器中性點上。④消弧線圈的調諧應由電網調度根據係統需要由調度指令，變電所操作。

（4）發電廠廠用電係統，單相接地故障電容電流較小時，為了防止諧振、間歇性電弧接地過電壓等對設備的損害，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）選用勵磁特性飽和點較高的電磁式電壓互感器；

2）減少同一係統中電壓互感器中性點接地的數量，除電源側電壓互感器高壓繞組中性點接地外，其他電壓互感器中性點盡可能不接地；

3）在電壓互感器的開口三角形繞組裝設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經R_p.n³0.06X_m（容量大於600W）的電阻接地；

5）如果在係統母線充電過程中發生鐵磁諧振，可迅速投入空載線路；兩條母線運行發生諧振時，可拉、合母聯斷路器。