电力系统过电压及其保护措施

电力系统在特定条件下所出现的超过工作电压的异常电压升高。过电压属于电力系统中的一种电磁扰动现象。电工设备的绝缘长期耐受着工作电压，同时还必须能够承受一定幅度的过电压，这样才能保证电力系统安全可靠地运行。
　　在我国电力系统工作运行的过程中，电气设备不仅要承受工作电压，还将会遭受到过电压的伤害以及作用。这其中的过电压就是作用于电力系统中的电压，而过电压还可以分为两种：一种是内部过电压；另一种是雷电过电压。这其中由系统中的谐振和开关操作上引起的过电压就是内部过电压，该过电压在数值上已经超过了工作电压的数值；而系统中有雷电所引起的过电压就是雷电过电压。
　　1 电力系统过电压的概念
　　过电压是指在一般情况下，电力系统经常处于正常工作的状态，而此时的电气设备也在额定的电压下处于绝缘的状态，但是，当遭遇雷击或者由于操作不当、参数配置错误等原因，就会造成电力系统中的一些特定区域的电压值升高，最终超出电力设备的正常运行范围。
　　过电压分为两种：一种是大气电压；另一种是内部过电压。而其中的内部过电压形成的主要原因则是断线和<此处内容被屏蔽>弟使所发生的事故，合闸与拉闸时的操作以及一些存在的不可预测的系统影响因素，但是就是因为这一系列的问题，在电力系统中将会引起运行状态上的变化，从而产生了系统局部性过高电压，最终将会导致电力系统整体遭受到损害。而内部过电压还可以分为两种：一种是暂态过电压；而另一种是操作过电压，它是由于电力系统中操作故障所引起的，最大的特点是随机性较大；而大气过电压可以分为侵入雷电波、直接雷击、感应雷击这三种过电压，并且该电压还具备冲击能力强、持续的时间短对系统的伤害大等诸多优点。
　　2 过电压产生的原因
　　2.1 操作过电压产生的原因及解决措施
　　内部过电压中的操作过电压不仅具有随机性，还具有很高的频率振荡，并且衰减非常迅速。其中，这种操作过电压产生的原因有很多，其中包括了以下几点。
　　（1）切除空载电路的时候容易产生过电压，这是因为由于在线路上残留的电压造成的。
　　（2）空载电路合闸上产生的过电压是因为在合闸的时候，突然发生了回路上的高频振荡而造成的。
　　其中，采取的解决措施有： 使用灭弧能力强的高压断路器，而且要将电网中性点接地进行运行操作。
　　2.2 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，是因为谐振回路是由输电线路电感等一些不带铁芯的电感元件构成的。
　　（2）铁磁谐振过电压，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，是由拥有周期性的电感元件和系统中的电容元件进行回路而构成的。其中，解决谐振过电压的措施有：第一，进行断路工作的时候，必须保证断路器的同期运作。第二，在并联高压电抗器的中性点上加装小电抗，可以阻断非全相在运行过程中工频电压的传递工作；第三，要阻止发电机生成自励磁。
　　2.3 工频过电压产生的原因及解决措施
　　工频过电压产生的原因有以下几个方面。
　　（1）工频过电压是由于长线路的电容效应和电网的运行方式的改变而引起的，其主要特点是持续时间长，但是对电气设备的绝缘威胁性并不是很大。
　　（2）工频过电压如果是由于不对称的短路所引起的，那么在单相断路时，非故障相电压就能够达到很高的数值。但是，如果工频过电压是由甩负荷的瞬间而引起的，那么就会使得工频电压升高。
　　其中解决工频过电压的措施有以下几点：首先，并联高压电抗器补偿空载线路的电容效应；其次，静止无功补偿器补偿空载线路电容效应；最后，变压器中性点直接接地降低不对称故障引起的工频电压升高现象。
　　2.4 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。
　　（1）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。
　　（2）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。
　　（3）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。
　　（4）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。
　　3 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。
　　随着我国电力系统的不断发展与进步，由于过电压的存在，它将会使电气设备受到损，害，使得寿命缩短，甚至还会直接摧毁电力系统。因此，我们必须要限制和预防过电压的产生。