1. 通常把作用于电力设备而幅值超过其最高工作电压的电压统称为过电压。过电压按产生机理分为外部过电压(又叫大气过电压或雷电过电压)和内部过电压。外部过电压又分为直接雷过电压和感应雷过电压两类;内部过电压又分为操作过电压、工频过电压和谐振过电压三类。
运行经验表明,感应雷过电压比直击雷过电压对电力系统的危害更为严重。雷电过电压对电力系统的危害极大,主要有三种形式:直击雷过电压、感应雷过电压和雷电浸入波。
过电压
电力系统在运行中,由于雷击、故障、谐振、操作等原因引起的电气设备电压高于额定工作电压的现象称为过电压。
根据产生的原因分为外部过电压和内部过电压两大类:
①雷电过电压雷电过电压是由于大气中的雷云放电引起的,也称外部过电压或大气过电压,这种过电压是由于雷击在电力设备或其附近而产生的。雷电过电压分为直击雷过电压和感应雷过电压。当电力系统的导线或电气设备受到雷电直击时,被击物将有很大的雷电流流过,造成过电压,称为直击雷过电压;雷电没有直接击中导线或设备,而是由于雷云放电时,电磁场剧烈变化,在导线或设备上感应出过电压,称为感应雷过电压。感应雷过电压一般不超过400kV,对于110kV以上的设备,绝缘最小冲击耐压水平通常高于此值,一般不会产生危害。直击雷过电压幅值要高得多,因此,电力系统防雷的重点是直击雷的防护。
②内部过电压内部过电压是指电力系统中由于断路器操作、故障或其它原因使系统参数发生变化,引起电网内部电磁能量的转化或传递所造成的电压升高。内部过电压又分为操作过电压、工频过电压和谐振过电压。过电压对电力系统的危害极大,当电力系统出现过电压时,可能造成发电机、变压器、断路器等电气设备损坏,使电力系统长时间停电。过电压关系到电力系统中各种电气设备绝缘水平的选择,直接影响到造价和投资。为了电力系统安全、可靠地运行,对各种过电压都必须采取相应的限制措施。
雷电过电压的形成及危害
雷电过电压是由雷云放电引起的,雷云即带电的云块,对地产生静电感应,使大地表面出现异性电荷,两者组成了巨大的电容器。雷云中电荷分布是不均匀的,形成了多个带电中心,因而各处的电场强度也不一样。当雷云中电荷密集处某一点的场强达到能使空气绝缘破坏的强度(30kV/C㎡)时,该处的空气便开始游离,由原来的绝缘状态变为导通状态,这个过程称为先导放电。先导放电是不连续的,其每一先导为分级先导,即每发展到一定的长度就有一个10一100us的间隔,每一间隔就是一级,每级的速度很高,但平均速度较低。当先导到达地面时,就产生了强烈的异性电荷“中和”过程,这就是雷电的主放电阶段,伴有雷鸣和闪电现象。主放电持续时间很短,但会产生极大的电流,称为雷电流,最大可达200—300kA,主放电到达云端时就意味着结束。此时云中剩余电荷将继续沿主放电通道下移至大地,称为余辉放电,其放电电流很小但持续时间长。由于雷云中存在多个带电中心,因此雷云放电往往是多重的,且沿原来的通道不分级连续发展。
防止过电压对电力系统的危害而采取的措施。主要有:在输电线路和变电所设置避雷线和避雷针
过负荷,过载,过电压,过电流之间有怎样的区别及联系
供电中的过电压是指工频下交流电压均方根值升高,超过额定值的10%,并且持续时间大于1分钟的长时间电压变动现象。
过电压分外过电压和内过电压两大类。
内过电压 由内部运行方式发生改变而引起的过电压。通常是负荷投切的结果,例如:切断某一大容量负荷或向电容器组增能(无功补偿过剩导致的过电压)。
外过电压 又称雷电过电压、大气过电压。由大气中的雷云对地面放电引起的。分直击雷过电压和感应雷过电压两种。
区别如下:
一、定义不同
1、过负荷:又叫过载,指流过电气设备和线路的实际电流超过其额定电流且超过允许过负荷时间。
2、过电压:供用电系统运行中,由于某种原因,会产生危及电气设备绝缘的电压异常升高现象,这种对电气设备的绝缘有破坏作用的电压(一般超过额定电压10%以上)叫过电压。
3、过电流:指流过电气设备或线路的电流超过了额定值。过电流保护包括短路保护、过负荷保护、端相保护。
二、造成的原因不同
1、造成电动机过负荷的原因主要有:
(1)电源电压低。当机械负载不变时,电源电压降低,就会造成电动机工作电流加大,电动机的温度就会上升。当过负荷时间较长,电动机的温度就会超过允许温度而烧毁。
实际工作表明:电动机的实际工作温度每超过允许温度8℃,其使用寿命就减少一半。
(2)频繁启动。异步电动机的启动电流为正常工作电流的5倍~7倍,如果电动机频繁启动,就会使电动机的温度上升。
(3)启动时间长。带负荷启动往往会造成启动时间长,电动机温度高的过负荷情况。例如,工作面输送机上堆满了煤,这时启动电机就会出现堵转、启动时间长的问题。
(4)机械卡堵。由于电动机轴承损坏,转子被卡,或电动机所拖动的负荷被卡等都会造成电动机过负荷。
2、电路中产生过电压的原因,分以下几种类型:
(1)大气过电压:由直击雷引起,特点是持续时间短暂,冲击性强,与雷击活动强度有直接关系,与设备电压等级无关。
(2)工频过电压:由长线路的电容效应及电网运行方式的突然改变引起,特点是持续时间长,过电压倍数不高,一般对设备绝缘危险性不大,但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用。
(3)操作过电压:由电网内开关操作引起,特点是具有随机性,但最不利情况下过电压倍数较高。因此30KV及以上超高压系统的绝缘水平往往由防止操作过电压决定。?
(4)谐振过电压:由系统电容及电感回路组成谐振回路时引起,特点是过电压倍数高、持续时间长。
3、过电流产生的原因,分以下2种类型:
(1)过载电流:?电气回路因所接用电设备过多或所供设备过载(例如所接电动机的机械负载过大)等原因而过载。
(2)短路电流:?当回路绝缘因种种原因(包括过载)损坏,电位不相等的导体经阻抗可忽略不计的故障点而导通,这被称作短路。
三、危害不同
1、过负荷危害:电气设备和线路出现过负荷后,其温度将超过所用绝缘材料的最高允许值,烧毁绝缘;如不及时切除,还会发展成漏电或短路故障。
2、过电压危害:
(1)雷击会造成电力线路或电气设备绝缘击穿损坏,不仅中断供电,甚至引起火灾。
(2)由于电气设备运行操作不当引起的内部过电压,同样也会引起电气设备绝缘击穿损坏,造成电力系统的极大破坏。
3、过电流危害:
(1)过载电流值不过是回路载流量的不多倍,其后果是工作温度超过允许值,使绝缘加速劣化,寿命缩短,它并不直接引发灾害。
(2)短路回路的通路全为金属通路,这种短路被归为金属性短路,其短路电流值可达回路导体载流量的几百以至几千倍,它可产生异常高温或巨大的机械应力从而引起种种灾害。
过载保护的保护值一般比较低,低于过电流保护的保护值,过载保护值一般为额定的1.2倍、过电流保护值一般为额定电流值的3-4倍。
过载保护主要用于负荷侧卡涩、转矩增大等一类的故障,这类故障不会引起电机电流大幅度的增加,但电机转速会下降,电流会增加造成线圈过热损坏,动作于跳闸、动作时间较长,一般基于端子发热来保护。
过电流保护主要作用于短路故障、堵转等电流会突然增加的这一类故障,一般作为速断保护的后备保护。动作时间较过载短。
参考资料:
百度百科——过负荷保护
百度百科——过电压
百度百科——过电流