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过电压对发生器造成的危害及原因分析

来源:admin ??发布时间:2018-07-26 03:28


过电压对发生器造成的危害及原因分析

发生器是电网变换电压和传送电能的电气设备(shèbèi),是电网向用户供电的载体,发生器的安全可靠运行情系万家灯火。超低频高压发生器可分为交流耐压试验和直流耐压试验,交流耐压试验又可分为工频、变频和0.1Hz超低频测试技术,其中0.1Hz超低频技术是最新技术,是当前国际电工委员会推荐的技术。然而在电网运行中由于诸多原因会产生过电压,而发生器的绝缘水平相对比较薄弱(说明:单薄而不坚强),在发生器损坏的原因中,过电压造成损坏的概率(probability)最大。在电网运行中因某种原因产生过电压,必将导致(cause)发生器的损坏,其绝缘水平主要由雷电击(electricinjury)耐受电压和工频耐受电压来决定。

  一、 电网过电压产生的机理
电力系统(system)的过电压一般可分为暂时过电压(工频过电压、谐振过电压、弧光接地过电压)、操作过电压、雷电过电压等。暂时过电压主要由单相接地故障(fault)、谐振等引起的。谐振过电压是电网中电气设备发生故障,或频繁(frequency)操作设备引起电网中电感和电容匹配而构成谐振回路,在一定条件激发(excite affected)下产生电能、磁能转换而引起的过电压,如是发生器的励磁电感和对地电容产生的铁磁谐振,其引起的过电压会更高。弧光接地过电压系因系统发生单相接地故障,在接地点因弧光放电而引起的过电压。
操作控制过电压系因电网状态的突变而引起电磁场(electromagnetic field)能量的急剧变化,或投切大容量设备(shèbèi),或是对设备的操作失误等而引起能量快速释放时产生的过电压。超低频高压发生器可分为交流耐压试验和直流耐压试验,交流耐压试验又可分为工频、变频和0.1Hz超低频测试技术,其中0.1Hz超低频技术是最新技术,是当前国际电工委员会推荐的技术。主要表现在空载线路、发生器的开断和重合闸(zhá)等。
雷电过电压是大气中带有大量正电荷(electric charge)雷云与带负电荷雷云相遇时,发生雷云放电而引起的过电压。直流发生器最新研究、设计、制造的新科技产品,适用于电力部门、厂矿企业动力部门、科研单位、铁路、化工、发电厂等对氧化锌避雷器、磁吹避雷器、电力电缆、发电机、变压器、开关等设备进行直流高压试验,是新世纪最理想的换代产品。雷电过电压可分为直击雷过电压和感应过电压。直接雷过电压是雷云直接对设备(shèbèi)、构件等导体的放电产生的,而感应过电压则是电特性:波粒的辐射的急剧变化而产生的。

  二、 电网过电压对发生器的危害
电网中产生的几种过电压,真正对发生器绝缘(insulated)和保护装置产生影响的,主要取决于过电压的波形。幅值和持续时间。考核设备(shèbèi)绝缘水平的电压波形有三种:短波前的雷电波、长波前的操作控制波和低频电压波。设备绝缘对雷电、操作或工频电压的耐受能力应由相应的波形电压来检验。一般可采用试验发生器对发生器进行耐压试验,减小被破坏(vandalism)的几率。
在过电压对发生器造成损坏的事故中,雷电过电压导致(cause)绝缘击穿损坏的机率最多。当电网遭受雷击时,在线路导线上会产生一种振幅很大,作用时间很短的非周期性脉冲电压波,它以光速沿线传输,先在线路避雷器放电,余波经发生器入地,当余波经发生器保护的避雷器时,将产生电压降(残压)而作用在发生器上。假如发生器与避雷器之间存在一定电气距离,残压在进入前会在这段距离的导线振荡而导致电压的升高,造成加在发生器上电压高于残压,从而对发生器绝缘安全造成威胁。所以在安装发生器的保护避雷器时,应尽量实现避雷器和发生器保持零距离。
电网内出现的谐振过电压或操作控制过电压,其过电压幅值也高,持续时间也较长。同样也会威胁到发生器运行的安全,甚至还会导致(cause)绝缘(insulated)击穿而毁坏发生器。
此外,逆变换过电压对发生器的危害也不容忽视。当发生器采用避雷器进行防雷保护时,其避雷器接地线(别称:避雷线)、发生器中性线和发生器外壳采用“三位一体”的方式方法接地。发生器运行中若高压侧遭受雷击时,会引起避雷器放电,产生的残压作用在高压绕组上。由于高压绕组阻抗很大,容抗很小,雷电流(Electron flow)只在高压绕组和对地电容上流过,其电路经接地点放电时,会在接地电阻(resistance)上产生一个很大的冲击电压降,此电压经过中性线也会施加低压绕组上,而低压绕组流过雷电流也会产生磁通。根据电磁感应原理,此磁通会在高压绕组上按发生器变化产生很高感应电压,此电压称之为“逆变换过电压”。该电压幅值要比残压大几倍到几十倍,同样也会造成发生器绝缘(insulated)的击穿而损坏。


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