供電系統(tǒng)的過電壓及其防范措施在化工企業(yè)——系統(tǒng)過電壓分析

1、供電系統(tǒng)的過電壓及其防范措施在化工企業(yè)系統(tǒng)過電壓分析(2)Deploy The Objec 廿 ves, Requirements And Methods To Make The Personnel In TheOrganization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.編訂：審核：單位：文件編號：KG-A0-2737-22供電系統(tǒng)的過電壓及其防范措施在 化工企業(yè)一系統(tǒng)過電壓分析(2) 使用備注：本 文檔可用在日常工作場景，通過對目的、要求、方式、方法、進(jìn)度等進(jìn)行具體的部署，

2、從而使得組織內(nèi)人員按照既定標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求進(jìn)行操作，使日常工作或活動達(dá)到預(yù)期 的水平。下載后就可自由編輯。電氣設(shè)備在運(yùn)行中隨的過電壓有來自外部的雷電過電 壓和由于系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化時電磁能產(chǎn)生振蕩、積聚而引起 的內(nèi)部過電壓兩種類型。按其產(chǎn)生的原因雷電過電壓又分為 直擊雷電電壓、感應(yīng)雷過電壓及雷電侵入波過電壓；內(nèi)部過 電壓主要分為暫時過電壓及操作過電壓。在操作過電壓中又 分為操作電容負(fù)荷過電壓、操作電感負(fù)荷過電壓以及間歇性 電弧接地過電壓。在化工企業(yè)，由于真空斷路器的廣泛采用，以及電網(wǎng)規(guī)模 不斷擴(kuò)大，電纜的使用越來越多，使開斷空 載變壓器及高 壓電動機(jī)等電感負(fù)荷產(chǎn)生的操作過電壓和單相接地時電弧 不

3、能自熄形成的間歇性弧光接地過 電壓越來越嚴(yán)重，成為 電網(wǎng)及設(shè)備安全運(yùn)行的主要威脅，是化工企業(yè)不容忽視的 問題。究其原因主要是由于：1.真空斷路器分?jǐn)嗨俣瓤?、滅弧能力?qiáng)，在開斷電感 負(fù)荷時有可能不是在電流經(jīng)過工頻零點(diǎn)時熄弧，而是在電流瞬時值尚為i時，被迫在極短的時間內(nèi)下降到零，從而產(chǎn)生截流過電壓和三相同時截流過電壓,另外開斷后還會產(chǎn)生高頻振蕩，使斷路器發(fā)生多次重燃過電壓，主要表現(xiàn)為相間過 電壓，幅值最高可以達(dá) 到3. 5倍ue,而相地過電壓數(shù)值僅為 相間過電壓的二分之一左右。2.化工企業(yè)67 OkV系統(tǒng)均采用中性點(diǎn)不接地運(yùn)行 方式。隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，電纜的使用越來越多，使系 統(tǒng)對地電容電流大

4、幅度上升，在單相接地的故障點(diǎn)電弧不能 自動熄弧，從而發(fā)生電弧周期性的熄滅與重燃，出現(xiàn)間歇電 弧，引起電網(wǎng)產(chǎn)生高頻振蕩，形成過電壓。這種間歇性弧光 接地過電壓幅值可能超 過3. 5U e ,而且過電壓持續(xù)的時間可 以達(dá)到數(shù)十分鐘或更長，波及范圍廣，對電氣設(shè)備危害嚴(yán)重。前述山東某化肥廠的兩起事故正是由于上述兩種過電壓所致。事故發(fā)生后，該廠技術(shù)人員邀請相關(guān)專 家及設(shè)計(jì)部門對系統(tǒng)情況以及發(fā)生故障前后的系統(tǒng)運(yùn)行工 況進(jìn)行分析認(rèn)為，電機(jī)匝間絕緣擊穿是由于操作過電壓造成 電機(jī)絕緣積累性質(zhì)傷，最終導(dǎo)致高壓電機(jī)的絕緣擊穿；而真 空開關(guān)柜發(fā)生爆炸是由于間歇性弧 光接地引起的。目前化工企業(yè)對過電壓的防護(hù)一般只采用安

5、裝避 雷器(以下簡稱MOA)的方法，其接線采用三星型接法，如圖1所示，執(zhí)行國標(biāo)GB11032-89,如10kV的MOA的操作沖擊電流殘壓U殘$25kV,那么，該種保護(hù)可以將相對地過電壓UAD、UBD、UCD限制在25kV左 右。而對相間過電壓UAB、UAC、UBC的保護(hù)是由兩只MOA疊加完成的，其殘壓為U殘二2X25kV 50kVo而運(yùn)行中的高壓電動機(jī)相對地及相間絕緣所能隨受的過電壓數(shù) 值可用下式計(jì)算：UR 二(2Ue+1)X0. 75Xk式中：Ue電動機(jī)額定電壓，V；K沖擊系數(shù)，我國一般取1. 15A1.25o當(dāng)電動機(jī)額定電壓Ue=10kV,沖擊系數(shù)K取1. 15時，可以得 出電動機(jī)的絕緣耐

6、受能力：UR二25.6kV,對照MOA的保護(hù) 水平 U 相地二 25kVx UA 相間二 2X25kV 二 50kV可以看出，該保護(hù)方式對系統(tǒng)中的相對地過電壓可以起到一 定的保護(hù)作用，而對相間過電壓根本無法保護(hù)。每次過電壓 必然對電氣設(shè)備造成沖擊，形成積累性損傷，使絕緣下降。當(dāng)絕緣下降到一定程度時，將會加速其老化。如果電動機(jī)絕緣耐受電壓低于避雷器的設(shè)計(jì)保護(hù)值，即使在正常運(yùn)行電壓下電動機(jī)也會發(fā)生絕緣損傷而形成匝間短路。對間歇性弧光接地過電壓，多數(shù)化工企業(yè)沒有針對性的防護(hù)措施。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，系統(tǒng)因有 值高，持續(xù)時間較長，致使MOA無法承受而爆炸。接地電容電流的存在而形成間歇性弧光接地過電壓,其幅MOA的爆炸又引起相間或相地短路起火，導(dǎo)致開關(guān)柜的燒毀，事故進(jìn)一