6kV厂用电系统操作过电压的危害及抑制对策

产真空断路器的截止等级一般为2 ~ 4年，存在分断间隙小、断弧快的问题，容易产生过大的感应电动势，尤其是相间过电压幅值大，使得厂用电系统设备事故频发，对机组的安全运行极为不利。因此，氧化锌避雷器被广泛应用于电力系统中，以限制过电压的幅值，可靠地保护电气设备。1操作过电压的原因和类型在火电厂的生产运行过程中，由于需要经济运行和节约厂用电，辅助高压电机(如给煤机和卸料器电机)的启停极其频繁。随之而来的问题是高压电机频繁烧毁，对生产影响很大，给维护带来很大的工作量和维护成本。断路器断开高压电机或干式变压器时产生的过电压有三种类型：a)多次重燃过电压是由开关弧隙多次重燃和电源对电机侧电容器多次充电引起的。b)过电压切断过电压切断主要是由于流经开关电弧间隙的电流突然中断而引起的。c)三相同步截止过电压是断路器先次分断重燃时，高频电流流过弧隙，造成其他两相弧隙工频电流快速过零。氧化锌避雷器抑制过电压的保护参数分析当断路器断开负载时，由于电机内电流不能突然变化，当电弧断开或重新点燃时，电机线圈上施加很大的反电动势U，产生相对地过电压或相对相过电压。过电压主要发生在负载侧。根据对所用氧化锌避雷器(以下简称避雷器)参数的分析，我们有以下过电压估计值。a)根据家标准GB11032-89，6kV系统保护电机MOA运行的连续电压为4.0kV，如果1ma DC电流的参考电压u1mA大于11.3kV，则6kV高压电机与地之间会出现绝缘过电压。如果K=1.25，根据公式(1)，6kV高压电机相对运行过电压的耐受值为b)氧化锌避雷器相对运行冲击电流100A的剩余电压为U100A=K1U1mA，剩余电压比K1=u10a/U1mA在公式中定义。如果能达到K1=1.4，已经是氧化锌阀门的高制造水平了。因此，U100A=1.411.3=15.8kV. c)当开关多次断弧重燃时，相间过电压为相对过电压的1.5倍，而u相间过电压为1.5 u1ma=1.5 15.8=23.7kv.d)当开关三相同步断开时，相间过电压相对于地电压有：u相=2u1ma=2u1ma 现有的氧化锌避雷器(MOA)可以满足中性点非有效接地系统中保护两相之间操作过电压的要求，但持续的操作电压会对氧化锌阀片造成损坏，两相之间的操作过电压根本起不到保护作用。 因此，必须考虑更有效、更可靠的过电压保护装置，并安装在合理的位置，以保证6kV厂用电系统和设备的安全。3.操作过电压的抑制措施在现有的6kV厂用电系统中，母线上广泛使用三星接线氧化锌避雷器。根据以上分析，可以明确氧化锌阀门老化损坏非常严重，其次不能保护相间过电压幅值，因此高压电机绝缘击穿和相间导体闪络短路仍时有发生。因此，我们了解、分析并参考了相关厂家的技术数据，认为采用串联间隙氧化锌避雷器(带间隙的MOA)，将原来的三星接线方式改为四星接线，即三叉戟过压保护器(简称TBP)可以满足并实现抑制相间过电压的效果，其优势详见下文分析。 #p#分页标题#e#

3.1 TBP过压保护器采用间隙和氧化锌阀片相互保护，解决了正常运行时无连续运行电压的阀片老化问题。其次，间隙在续流时容易损坏，但氧化锌阀板可以使其续流。两种元素发挥各自的优势，弥补各自的不足。3.2 TBP过电压保护器采用四星接线，可大大降低相间过电压。据相关数据显示，与常规避雷器相比，相间过电压下降了60 ~ 70，可靠地保护了设备(见图1)。

图1四星连接模式

3.3采用性能良好的氧化锌阀门的间隙动作后，电弧立即熄灭，无随动，无切断。间隙不再承担灭弧任务，通量降低，使用寿命达到10万次以上。而且间隙结构简单，数量少，其冲击系数可达1，放电电压值不随放电波形的变化而变化，保护性能优良。3.4 The过电压保护器能降低相对相位和相对相位的保护电压值，可靠地将操作过电压限制在被保护设备的绝缘允许范围内，在单相接地、间歇电弧接地和谐振过电压下能长时间安全运行。4安装位置分析因为真空断路器在开断时，真空泡内的触头在开断距离很小时就能击穿，在再击穿的高频电流过零时有很强的灭弧能力，有三相同步开断的阈值。所以氧化锌避雷器只安装在6kV辅助系统的母线上，其过电压保护效果极其有限。特别是对于高压电机和干式变压器，当负载为切断过电压和三相同步切断时，过电压主要体现在负载侧，直接危害设备。因此，经分析，除了在母线上安装三星氧化锌避雷器外，还应在开关的主变压器侧和高压电机侧安装TBP过电压保护器，以便更可靠地对设备进行直接保护，其安装位置如图2所示。

图2保护装置的位置

实施效果：云浮发电厂1、2号机组6kV厂用电系统给煤机、卸料器开关改造安装了TBP过电压保护器。到目前为止(近两年)，除了电机轴承磨损损坏引起的故障外，电机内还发生了闪络短路和相间导体相对接地