【電壓保護(hù)在電氣工程設(shè)備中的應(yīng)用探究8700字（論文）】

電壓保護(hù)在電氣工程設(shè)備中的應(yīng)用研究摘要根據(jù)電氣工程設(shè)備電壓上升方式和產(chǎn)生區(qū)域的不同，過電壓可分為內(nèi)部過電壓和外部過電壓兩種，在這種情況下，內(nèi)部過電壓是指電氣工程設(shè)備本身產(chǎn)生的內(nèi)部能量，以及操作人員對電氣工程設(shè)備處理不當(dāng)造成的過電壓，外部過電壓是指過電壓，由雷暴云放電引起的。任何類型的強(qiáng)過電壓都會對電氣工程設(shè)備的正常使用和使用壽命產(chǎn)生負(fù)面影響，如內(nèi)部過電壓不僅會改變電氣系統(tǒng)的電壓、容量參數(shù)，導(dǎo)致大范圍停電，還會在電氣工程設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生安全問題，如變質(zhì)、損壞、損壞、損壞、損壞、損壞等。燃燒，爆炸，導(dǎo)致電氣工程設(shè)備運(yùn)行。對有關(guān)人員的人身安全和企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展造成嚴(yán)重負(fù)面影響，為此，本文闡述了電氣工程設(shè)備過電壓的危害，分析了電氣工程設(shè)備過電壓產(chǎn)生的原因，并舉例分析了過電壓保護(hù)在電氣工程設(shè)備中的應(yīng)用最后提出了電氣工程設(shè)備過電壓的保護(hù)措施，從而保障設(shè)備的正常運(yùn)行和設(shè)備的使用壽命。關(guān)鍵詞：過電壓保護(hù)；電氣工程設(shè)備；變電站；電網(wǎng)目錄TOC\o"1-3"\h\u23184引言 157261過電壓的分類 1138792過電壓產(chǎn)生的原因 2218402.1電力外輸線路 2211882.2發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)連接 215662.3主變壓器側(cè)斷路器開斷空載 3299852.4自然因素 3103263過電壓保護(hù)在電氣工程設(shè)備中的應(yīng)用 3316583.1過電壓保護(hù)在變電站設(shè)備中的應(yīng)用 3127463.1.1故障過程描述 3231073.1.2保護(hù)動作情況分析 3119643.1.3故障原因分析 5318253.1.4應(yīng)對措施 5216353.2過電壓保護(hù)在電網(wǎng)線路工程中的應(yīng)用 6254203.2.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) 687773.2.2中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的設(shè)置方案 8202203.2.3中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng) 10186434過電壓的保護(hù)措施 12257734.1設(shè)備內(nèi)部過電壓保護(hù) 1265154.2設(shè)備外部過電壓保護(hù) 12135224結(jié)語 1332144參考文獻(xiàn) 14引言電氣工程設(shè)備是可直接應(yīng)用于生產(chǎn)、使用、轉(zhuǎn)換、分配、運(yùn)輸及電能溝通的電氣工程設(shè)備的總稱，例如，包括發(fā)電機(jī)、電機(jī)、變壓器、接觸器、斷路器、電抗器、隔離開關(guān)、電力電纜、母線、輸電線路等。電氣工程設(shè)備。由于電氣工程設(shè)備必須直接承載電流電壓和電流，因此對電流系統(tǒng)的穩(wěn)定電壓值有較高的要求。如果電力系統(tǒng)在運(yùn)行中超出適當(dāng)范圍，即過電壓現(xiàn)象，工廠管理人員必須積極研究電氣工程設(shè)備的過電壓保護(hù)措施。1過電壓的分類過電壓一般分為外過電壓和內(nèi)過電壓兩大類。外部過電壓也稱為雷電過電壓和大氣過電壓。大氣中的雷雨云向地面放電。有兩種類型的直擊雷和感應(yīng)雷。雷暴過電壓的持續(xù)時(shí)間約為10微秒，由于其脈沖特性，通常被稱為雷暴沖擊波。直接閃光過電壓是當(dāng)閃光直接擊中電器的導(dǎo)電部分時(shí)發(fā)生的過電壓。閃電中帶電的導(dǎo)體，如架空線路的導(dǎo)體，稱為直擊雷。在正常情況下，雷電期間，處于接地狀態(tài)的導(dǎo)體，例如輸電線路塔，在電位升高后放電，這稱為反擊。直擊閃光的過電壓幅值可達(dá)100萬伏，可能損壞電氣工程設(shè)備的絕緣，并導(dǎo)致短路接地錯(cuò)誤。感應(yīng)雷擊過電壓是指閃電期間電氣工程設(shè)備附近的地面。是指電氣工程設(shè)備（包括二次設(shè)備和通信設(shè)備）在放電過程中，由于空間電磁場的急劇變化，不會直接受到雷擊的感應(yīng)過電壓。因此，架空線路必須用避雷針和接地裝置進(jìn)行保護(hù)。輸電線路的耐雷性通常用輸電線路的雷電電阻和閃光觸發(fā)率來表示。改變電力系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行模式導(dǎo)致的過電壓。存在瞬態(tài)過電壓、操作過電壓和諧振過電壓。瞬態(tài)過電壓是由斷路器操作或短路故障引起的。它是電流系統(tǒng)在暫態(tài)過程后達(dá)到一定的暫時(shí)穩(wěn)定時(shí)產(chǎn)生的過電壓，也稱為工頻電壓升高。通常是①無荷載長線承載力效應(yīng)（法蘭連接效應(yīng)）。在工頻電源的作用下，沿線電壓分布不同，終端電壓最高。②不對稱對地短路。如果接地錯(cuò)誤是由三相輸電線路短路引起的，則b相和c相的電壓會升高。③切斷過電壓當(dāng)輸電線路發(fā)生故障并突然切斷負(fù)載時(shí)，由于電源的電機(jī)力沒有及時(shí)自動調(diào)整，導(dǎo)致過電壓。工作電壓是指斷路器操作或突然短路引起的衰減快、持續(xù)時(shí)間短的過電壓。②斷開空載線路的過電壓。③斷開空載變壓器的過壓。②接地過電壓。諧振過電壓是指能量系統(tǒng)中電感、電容等儲能元件在一定接線方式下與工頻諧振而產(chǎn)生的過電壓。通常是由于①線性諧振過電壓。②鐵磁共振過電壓。③參數(shù)諧振過電壓。2過電壓產(chǎn)生的原因2.1電力外輸線路目前，我國大多數(shù)火力發(fā)電廠通過連接電氣工程設(shè)備和長距離高壓專用輸電線路來建設(shè)外部輸電線路。這種外部輸電線路連接可以有效提高電力系統(tǒng)的傳輸效率，但由于外部環(huán)境和其他因素，如發(fā)電機(jī)和變壓器的過勵(lì)磁，隨著系統(tǒng)電壓的升高和頻率的降低，輸電線路距離很遠(yuǎn)，輸電過程也很復(fù)雜。容易造成電氣工程設(shè)備過電壓。此外，在實(shí)際輸電過程中，由于外部輸電線路的不對稱接地和電容效應(yīng)等因素的影響，很容易推導(dǎo)出一條特殊的長距離高壓輸電線路，在傳輸過程中產(chǎn)生過電壓，從而對線路上電氣工程設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。因?yàn)楣╇娋€路兩端的開關(guān)，無論是正常運(yùn)行還是故障觸發(fā)，其分路時(shí)間總是有一定的差異，所以無論是正常操作還是故障跳閘，都有切除負(fù)載線的情況，在斷路器的消弧能力不充分的情況下，在電弧在觸頭間再燃燒的情況下，切斷負(fù)載線的路徑電壓較多電弧在觸頭間再燃燒是產(chǎn)生這種過電壓的根本原因，因此，通過提高斷路器的消弧性能，特別是提高切斷小電流的性能，可以降低電弧再燃燒的可能性，降低過電壓。2.2發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)連接為了限制接地電流和阻止各種過電壓，火電廠通常采用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)與高阻接地連接的方式。這樣高電阻的電阻值通常在幾百歐元到幾千歐元之間，既可以在發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)和大地之間直接安裝大電阻，也可以在發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)和大地之間安裝接地變壓器，在變壓器的一次側(cè)接地發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)、變壓器的二次側(cè)連接小電阻一次側(cè)出現(xiàn)的阻抗等于二次側(cè)電阻乘以變壓器變量比的平方，現(xiàn)在大單元的主流方式是用變壓器連接小電阻。以我廠布置為例，接地變壓器變化比為27/0.22kV，變壓器次級側(cè)電阻為0.0882Ω，經(jīng)計(jì)算發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地電阻為1328.2Ω，采用中性點(diǎn)高電阻接地的目的是為故障點(diǎn)注入電阻性電流，提高接地保護(hù)動作的敏感性從而可以有效地預(yù)防和降低電氣工程設(shè)備在運(yùn)行中產(chǎn)生電壓過高的問題，并且還可以通過高電阻接地降低電網(wǎng)過電壓的幅度。中性點(diǎn)電阻相當(dāng)于在諧振電路的電容中并聯(lián)連接一個(gè)衰減電阻，因此基本上避免了在衰減電阻的作用下產(chǎn)生諧振過電壓的可能性。2.3主變壓器側(cè)斷路器開斷空載火電廠電力系統(tǒng)在運(yùn)行中主變壓器側(cè)斷路器往往會切斷空載，當(dāng)主變壓器側(cè)斷路器產(chǎn)生開負(fù)載時(shí)，斷路器應(yīng)切斷微弱電流，使原本不大的變壓器空載電流立即降到零。因此，在變壓器的勵(lì)磁電感上，一側(cè)產(chǎn)生非常高的電壓，在母線和線路上的絕緣脆弱部分引起事故。2.4自然因素風(fēng)、雨、雷、電等極端自然現(xiàn)象不僅會觸發(fā)電力系統(tǒng)，還會由于雷電與輸電線路的直接接觸，在電力系統(tǒng)的出線設(shè)備外部造成過電壓。例如，相關(guān)研究已證實(shí)，風(fēng)、雨、雷雨、電等極端自然現(xiàn)象是造成電網(wǎng)現(xiàn)有線路設(shè)備外部過電壓的最重要因素之一。3過電壓保護(hù)在電氣工程設(shè)備中的應(yīng)用3.1過電壓保護(hù)在變電站設(shè)備中的應(yīng)用3.1.1故障過程描述2021年12月，220kV智能變電站的110kVGIS設(shè)備將在耐壓測試后恢復(fù)供電。110kV母線I和110kV母線II合閘后，110kV母線ⅠTV的二次空氣開關(guān)A、B和C閉合。在此期間，間隙過電壓保護(hù)器作用于1.5s保護(hù)裝置組A的中壓側(cè)。延時(shí)0.5s后，斷路器B組保護(hù)裝置在1主變?nèi)齻?cè)跳脫，沒有動作記錄。3.1.2保護(hù)動作情況分析現(xiàn)場主變保護(hù)采用PCS-978GE-D主變保護(hù)器。當(dāng)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，110kVI-Bus電壓轉(zhuǎn)換器沒有形成空腔來傳輸1號主變中壓側(cè)合并單元B組的保護(hù)電壓，因此1號主變壓器B組的防護(hù)裝置不工作。故障VCR停機(jī)波形分析結(jié)果如下：1）110kV母線相電壓空開后，一個(gè)套管組合單元I閉合，B相和C相電壓空關(guān)分別為0.8s。2.2秒。2）A相電壓空開打開后，B相電壓空開關(guān)打開前，B相和C相產(chǎn)生的電壓約為33V和28V，電壓相位與A相電壓基本相同。此時(shí)3U0約為120V，大于自生零序保護(hù)定值104V。3）B相電壓斷路器閉合后，C相電壓斷路閥閉合前，3U0降至約85V。4）故障波形與電源回路的運(yùn)行過程和主變壓器的保護(hù)效果一致。5）對220kV誤差記錄器和110kV誤差記錄器在誤差時(shí)刻的波形進(jìn)行了檢查和比較，兩套誤差記錄器在錯(cuò)誤時(shí)刻的波形基本相同。圖1220kV故障錄波圖圖2110kV故障錄波圖3.1.3故障原因分析結(jié)合現(xiàn)場檢查，可以確定過電壓保護(hù)零序間隙的原因，即電壓二次電路中存在寄生電路。當(dāng)A相電壓分閘兩次時(shí)，產(chǎn)生與BC相A相電壓同相的感應(yīng)電壓，主變零序間隙過電壓保護(hù)由自然產(chǎn)生的零序設(shè)置，主變的零序間隙起過電壓保護(hù)作用。根據(jù)現(xiàn)場圖紙?jiān)囼?yàn)，110kV母線電壓回路和并聯(lián)裝置采用RCS-9663D電壓并聯(lián)裝置。電壓監(jiān)測繼電器存在于電壓電路的AB相和BC相之間，以保護(hù)電壓并聯(lián)外殼并形成寄生電路。當(dāng)110kV母線集成單元I組A的110kV母線A相電壓的空氣開關(guān)閉合時(shí)，B相和C相的電壓被分開，導(dǎo)致1x主變壓器中壓側(cè)的開放空間過電壓保護(hù)的效果。電壓監(jiān)測繼電器的電壓分布如圖4所示。圖中Zm為電壓監(jiān)測繼電器的阻抗，Zn為集成單元采樣板內(nèi)的小TV阻抗，Zl為二次電纜芯線的阻抗。當(dāng)A相電壓關(guān)閉，B相和C相電壓關(guān)閉時(shí)，A相電壓可通過Zm、ZL和Zn分為B相和C相。圖4電壓監(jiān)視繼電器分壓原理圖3.1.4應(yīng)對措施1）如果外部零序電壓的外部二次回路不完善，建議在母線故障時(shí)完善外部零序電流的外部二級回路，用于主變壓器的零序保護(hù)。電路是完美的。試驗(yàn)后，主變間隙的零序過電壓保護(hù)切換到外部零序電壓。2）如果智能變電站的外部虛擬零序電壓端子不完善，建議配置總線融合單元的外部虛擬零序電壓端子，結(jié)合主變停電情況，對間隔熔合單元和主變保護(hù)室進(jìn)行改進(jìn)，將主變間隙零序電壓保護(hù)改為外部零序電壓，確保試驗(yàn)的到來。如果模型文件和現(xiàn)場安全措施與改進(jìn)條件不符，應(yīng)分析運(yùn)行期間的潛在感應(yīng)電壓并制定計(jì)劃。3）為了避免主變壓器間隙過電壓保護(hù)失靈，在完成整流措施之前，建議在主變壓器合閘時(shí)關(guān)閉保護(hù)電壓繞組的二次分相，然后關(guān)閉三相空氣開關(guān)。3.2過電壓保護(hù)在電網(wǎng)線路工程中的應(yīng)用3.2.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)針對工礦企業(yè)3-35kV中性點(diǎn)供電系統(tǒng)，以及供電和用電特點(diǎn)，結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)水平，可設(shè)置三級保護(hù)的整體保護(hù)系統(tǒng)，如圖1所示，包括以下設(shè)置：圖1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)過電壓保護(hù)設(shè)置圖過電壓保護(hù)器1+能量抑制裝置2+單相接地消弧裝置3。（1）過電壓保護(hù)器避雷針設(shè)計(jì)用于防止雷電引起的相對過電壓。目前，公司的供電網(wǎng)絡(luò)主要是電纜傳輸線，操作開關(guān)主要是真空斷路器。在這種供電模式下，系統(tǒng)過電壓的主要危險(xiǎn)來自內(nèi)部過電壓，包括操作過電壓、諧振過電壓、間歇性電弧接地過電壓、單相金屬接地過壓等。其表現(xiàn)形式不僅是相對過電壓，而且是相間過電壓。避雷器的使用已不能滿足要求。因此，從20世紀(jì)90年代中期開始，工礦公司開始使用大量聯(lián)合過電壓保護(hù)。組合過電壓保護(hù)采用6通道設(shè)置，對相間質(zhì)量和相間具有相同的保護(hù)效果，實(shí)現(xiàn)了綜合保護(hù)，大大提高了電源的安全性。保護(hù)裝置的2ms方波流速遠(yuǎn)大于避雷器，最大從150A上升到800A，過電壓保護(hù)本身的安全性也大大提高。組合過電壓保護(hù)包括無縫組合過電壓防護(hù)和串聯(lián)組合過電壓保障。由于串聯(lián)間隙的分散性大，受柱放電脈沖的影響，串聯(lián)組合過電壓保護(hù)的事故率太高，因此不建議使用。因此，該模式采用組合式無間隙過電壓保護(hù)，設(shè)置在每個(gè)控制柜和PT柜中。主要用于限制斷路器斷開時(shí)斷路器輸出側(cè)產(chǎn)生的操作過電壓，以及系統(tǒng)外部（波中雷電）和內(nèi)部（操作、諧振、接地等）產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓。該限壓裝置具有很強(qiáng)的抗沖擊性，可以緩解過電壓波頭的梯度，限制過電壓峰值。它是系統(tǒng)過電壓保護(hù)的第一級保護(hù)。（2）能量抑制裝置過電壓造成的損害由過電壓能量決定，因此必須充分考慮各種過電壓引起的過電壓能量。過電壓保護(hù)主要針對瞬態(tài)過電壓設(shè)置。過電壓能量超過過電壓保護(hù)的設(shè)計(jì)可接受能量，導(dǎo)致過電壓保護(hù)損壞、蓄熱甚至熱崩潰，通常稱為爆炸。能量抑制裝置的功能是在過壓保護(hù)的能量無法承受時(shí)，吸收系統(tǒng)過壓產(chǎn)生的能量。功率抑制裝置與過電壓保護(hù)的協(xié)調(diào)曲線見圖2。圖2過電壓保護(hù)器與能量抑制裝置的曲線配合圖圖2中的曲線1是過電壓保護(hù)的非線性特性曲線，曲線2是能量抑制裝置的非線性特性線。在第一階段，當(dāng)過電壓峰值低于過電壓保護(hù)裝置的直流1mA電壓參考值U1mA時(shí)，過電壓保護(hù)器和功率抑制裝置都處于高電阻狀態(tài)。在第二階段，當(dāng)電涌峰值高于過電壓保護(hù)設(shè)備的直流1mA電壓參考值U1mA時(shí)，但低于功率抑制裝置的DC1mA電壓參考值U’1mA，過電壓保護(hù)已連接，功率抑制裝置仍處于高電阻狀態(tài)，過電壓防護(hù)限制過電壓峰值，降低過電壓波頭的傾斜度以接收瞬態(tài)過電壓能量，并將過電壓峰值限制在電氣工程設(shè)備絕緣的可接受范圍內(nèi)。在第三階段，隨著過電壓峰值的上升，當(dāng)過電壓峰值高于U’1mA，但低于UI0時(shí)，連接功率抑制裝置，此時(shí)，過電壓保護(hù)和功率抑制裝置均處于線路狀態(tài)，流過過電壓保護(hù)的電流大于流過功率抑制單元的電流。在第四階段，當(dāng)過電壓峰值上升到UI0時(shí)，它到達(dá)保護(hù)單元（1）的伏安特性曲線和保護(hù)單元（2）的伏安特性曲線的交點(diǎn)，流過保護(hù)單元（1）和保護(hù)單元的電流都是I0。隨著過電壓的進(jìn)一步增加，流過保護(hù)單元（2）的電流迅速增加，流過保護(hù)單元（1）的電流緩慢增加。流經(jīng)保護(hù)單元（2）的電流遠(yuǎn)大于流過保護(hù)單元（1）的電流。保護(hù)單元（2）可吸收和抑制因過電壓引起的突然變化。這樣，限制過電壓峰值和抑制過電壓能量分別由兩個(gè)具有不同伏安特性曲線的保護(hù)裝置進(jìn)行。兩個(gè)保護(hù)單元的不同非線性氧化鋅電阻通過限制過電壓峰值和減小非線性高壓氧化鋅電阻的過電壓波頭梯度，通過非線性高能氧化鋅電阻吸收和抑制過電壓能量。當(dāng)伏安曲線達(dá)到I0時(shí)，兩個(gè)保護(hù)單元利用其物理特性實(shí)現(xiàn)物理轉(zhuǎn)移，以避免已知過電壓保護(hù)器產(chǎn)生的過電壓能量超過保護(hù)器的設(shè)計(jì)容量而造成損壞、坍塌和爆炸，并顯著提高了電氣工程設(shè)備的保護(hù)性能。（2）單相接地消弧裝置當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生間歇性電弧接地錯(cuò)誤，導(dǎo)致長期間歇性電弧接地過電壓，并且由于過電壓保護(hù)和能量抑制裝置的控制，電壓突變能量無法消除時(shí)，單相接地消弧裝置直接金屬接地，強(qiáng)制消除電弧接地過電壓作為供電系統(tǒng)過電壓保護(hù)的三級保護(hù)設(shè)置。3.2.2中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的設(shè)置方案對于工礦企業(yè)中由消弧線圈接地的3~35kV中性點(diǎn)供電系統(tǒng)，以及消弧線圈的特性和消弧線圈與其他保護(hù)裝置的配合能力，如圖3所示，可以形成四級保護(hù)的整體保護(hù)系統(tǒng)，包括以下設(shè)置：圖3消弧線圈接地系統(tǒng)保護(hù)原理圖消弧線圈接地補(bǔ)償裝置0+過電壓保護(hù)器1+能量抑制裝置2+單相接地消弧裝置3。（1）消弧線圈作為一種保護(hù)措施，消弧線圈主要針對系統(tǒng)對地浮動電容電流大的問題，這會導(dǎo)致間歇性電弧接地過電壓。主要原理是利用電感電流和電容電流相差180°的原理來補(bǔ)償系統(tǒng)的電容電流。此補(bǔ)償僅適用于商業(yè)過電壓。間歇性電弧接地錯(cuò)誤通常是高頻振動過電壓，且消弧線圈無力。此外，消弧線圈對其他原因引起的電網(wǎng)電壓突變沒有保護(hù)作用。電氣工程設(shè)備在運(yùn)行過程中會受到兩種類型的過電壓：外部雷擊過電壓和電磁能量振蕩引起的內(nèi)部過電壓，以及系統(tǒng)參數(shù)變化時(shí)的積累。雷暴過電壓按其成因分為直接雷擊過電壓、誘發(fā)雷暴過電壓和雷暴破波過電壓，內(nèi)部過電壓主要分為臨時(shí)過電壓和工作電壓過電壓。操作過電壓包括操作電容器負(fù)載過電壓、操作電感負(fù)載過電壓和間歇電弧過電壓等。根據(jù)過電壓持續(xù)時(shí)間，有瞬時(shí)脈沖過電壓、短期過電壓、長期過電壓等。因此，消弧線圈的安裝不能取代電源過電壓的整體保護(hù)設(shè)置，但降低系統(tǒng)電弧接地的概率，可作為整體保護(hù)系統(tǒng)的0級保護(hù)。消弧線圈外系統(tǒng)的整體過電壓保護(hù)系統(tǒng)按上述3級保護(hù)設(shè)置，消弧線圈設(shè)置為0級保護(hù)，共同形成四級保護(hù)體系。（2）工作原理消弧線圈為預(yù)調(diào)式，無延遲，如果系統(tǒng)具有間歇性消弧線圈，則消弧線圈會快速補(bǔ)償系統(tǒng)的浮動電容電流。如果弧光燈關(guān)閉時(shí)補(bǔ)償?shù)臍堄嚯娏餍∮谀硞€(gè)值，則過壓控制過程終止。在消弧線圈補(bǔ)償過程中，如果由于過電壓或其他原因?qū)е孪到y(tǒng)過電壓，系統(tǒng)過電壓控制必須根據(jù)上述1-3階段的工作原理保護(hù)系統(tǒng)。特別是，一次保護(hù)限壓裝置使用非線性電阻的物理特性，這與系統(tǒng)的接地方式無關(guān)。由于某些原因，達(dá)到某一值的是過電壓。另一方面，兩級保護(hù)消能裝置和三級保護(hù)單相接地裝置的動作與消弧線圈及時(shí)同步，消弧線圈的作用是瞬時(shí)的。且消弧線圈達(dá)到補(bǔ)償效果當(dāng)消除電弧過電壓時(shí)，三級保護(hù)單相接地裝置不工作，否則，延時(shí)5s后，單個(gè)接地裝置的作用是間歇性電弧接地的故障相直接從金屬接地，強(qiáng)制消除電弧。延時(shí)5s時(shí)，應(yīng)通過設(shè)計(jì)為超過能量5s的能量抑制裝置抑制系統(tǒng)過電壓。也就是說，在整個(gè)過程中，直到消除過電壓，確保系統(tǒng)過電壓不能超過配電裝置的絕緣電阻。3.2.3中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)工礦企業(yè)3~35kV中壓供電系統(tǒng)采用小電阻供電方式?？紤]到小電阻接地的工作特點(diǎn)，可以形成一個(gè)三級保護(hù)的總保護(hù)系統(tǒng)，如圖4所示，包括以下設(shè)置：圖4小電阻接地系統(tǒng)保護(hù)原理圖過電壓保護(hù)器1+能量抑制裝置2+中性點(diǎn)接地電阻3。（1）中性點(diǎn)接地電阻柜小電阻中性點(diǎn)接地裝置主要針對單相接地誤差，包括金屬接地和間歇性電弧接地。中性點(diǎn)通過小電阻接地。主要目標(biāo)是通過觸發(fā)故障線路，防止長時(shí)間單相接地故障，而不是所有系統(tǒng)電壓的突然變化，從而實(shí)現(xiàn)對供電系統(tǒng)的保護(hù)。無論是什么導(dǎo)致系統(tǒng)過電壓，對系統(tǒng)的損害都是電壓突變的振幅和波前梯度以及過電壓的持續(xù)時(shí)間，即電壓突變的能量。因此，低電阻接地系統(tǒng)是整體保護(hù)系統(tǒng)的一部分，不能取代整體保護(hù)系統(tǒng)。（2）工作原理對于小電阻中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，總電壓保護(hù)采用集成控制柜KYG-I型PT。KYG-I型PT綜合控制柜由PT裝置、電網(wǎng)異常監(jiān)測裝置、電壓限制器和功率抑制裝置組成。它安裝在母線上，并由以前的PT柜替換。KYG-I型PT綜合控制柜不帶排水裝置，其保護(hù)功能由小電阻中性點(diǎn)接地柜接管。其他功能同上。中性點(diǎn)采用小電阻供電方式，整體保護(hù)系統(tǒng)的基本原理如下：網(wǎng)絡(luò)異常監(jiān)測器實(shí)時(shí)監(jiān)測供電網(wǎng)絡(luò)各種參數(shù)的變化，分析電網(wǎng)的異常變化，評估供電網(wǎng)絡(luò)異常變化的原因，并進(jìn)行有針對性的處理。對于供電系統(tǒng)產(chǎn)生的過電壓，無論是什么原因，當(dāng)綜合控制柜PT內(nèi)的過壓保護(hù)器和限壓裝置達(dá)到故障時(shí)的工作值時(shí)，非線性氧化鋅電阻合閘，從而降低了調(diào)壓井水頭的坡度，限制了喘振峰值。如果過電壓是瞬時(shí)的，則其他保護(hù)裝置不需要投入運(yùn)行，過電壓保護(hù)過程結(jié)束。當(dāng)系統(tǒng)遭受非接地原因引起的短期過電壓時(shí)，電壓突變的能量超過過電壓保護(hù)和限壓裝置的能量接受能力，PT綜合控制柜內(nèi)的能量抑制裝置投入運(yùn)行，限制過電壓并吸收電壓突變的能量。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，包括金屬接地和間歇性電弧接地，中性接地電阻屏障和故障線路形成大電流，以實(shí)現(xiàn)故障消除保護(hù)。另一方面，故障排除前和故障排除過程中形成的過電壓得到上述兩級保護(hù)的支持，可以確保電氣工程設(shè)備在整個(gè)過程中的安全。4過電壓的保護(hù)措施4.1設(shè)備內(nèi)部過電壓保護(hù)外部輸電線路、發(fā)電機(jī)中心點(diǎn)連接和其他因素引起的過電壓是設(shè)備內(nèi)部過電壓的一部分。對于設(shè)備內(nèi)部過電壓，一般采用人為控制的方法進(jìn)行保護(hù)。具體保護(hù)方法為：（1）避免電氣工程設(shè)備老化引起的過電壓。接地故障容易引起設(shè)備過電壓。因此，設(shè)備管理人員必須嚴(yán)格維護(hù)電氣工程設(shè)備，盡量延緩設(shè)備老化速度，加強(qiáng)接地設(shè)備的檢查和預(yù)防性維護(hù)測試。此外，應(yīng)根據(jù)單相接地的正常相過電壓值設(shè)置適當(dāng)?shù)姆览自O(shè)備和消弧電壓，設(shè)備的接地相電壓應(yīng)控制在正常電壓的0.8倍以內(nèi)，以減少單相接地引起的過電壓現(xiàn)象，有效減少。（2）避免突發(fā)事故造成的過電壓。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，在一些事故的影響下，容易引起系統(tǒng)電壓突然升高，從而容易引起電氣工程設(shè)備過電壓。為此，有必要改進(jìn)設(shè)備配置，例如關(guān)閉線路和電壓互感器的開關(guān)，選擇帶并聯(lián)電容器的開關(guān)以及盡可能為電壓感應(yīng)器選擇電容式電壓感應(yīng)劑，中性點(diǎn)通過電阻接地。4.2設(shè)備外部過電壓保護(hù)引起電氣工程設(shè)備外部過電壓的主要因素是雷擊等極端自然因素的影響。為此，可以采取以下保護(hù)措施來防止和減少設(shè)備外部過電壓的發(fā)生：，這不僅可以有效地減少雷擊出線設(shè)備時(shí)絕緣子閃絡(luò)的次數(shù)，還可以降低雷擊出線設(shè)備線路，有效保護(hù)出線設(shè)備的線路路徑，有效降低電氣工程設(shè)備跳閘概率，有效防止和減少設(shè)備過電壓的發(fā)生。（2）設(shè)備外部設(shè)置了各種防雷裝置。為了減少雷擊對電氣工程設(shè)備運(yùn)行的不利影響，降低外部過電壓的發(fā)生率，設(shè)備管理人員還在電氣工程設(shè)備外部提供了各種防雷裝置，如GIS設(shè)備、防雷接地、電容器組等。這些防雷裝置可用于集中保護(hù)電氣工程設(shè)備，有效防止雷擊造成的過電壓損壞。（3）對于變電站系統(tǒng)的避雷針，25項(xiàng)對策要求避雷針在雷雨季節(jié)前后每年進(jìn)行帶電交流試驗(yàn)，避雷針停電直流試驗(yàn)應(yīng)每三年進(jìn)行一次。工廠等建筑物的防