组合式过电压保护器的维护和故障预防.pdf

冶金动力
2013年第7期
12
METALLURGICAL POWER
总第161期
组合式过电压保护器的维护和故障预防
田俊,吴勇,袁军芳
(马鞍山钢铁股份有限公司第一能源总厂,安徴马鞍山243000
摘要】总结了马钢供电系统运行组合式过电压保护器的运行情况与经验,提出了运行中过电压保护器
的维护和故障预防的措施和方法。
【关键词】组合式过电压保护器;运行维护;故障预防
【中图分类号】TM862【文献标识码】B【文章编号】1006-6764(2013)07-0012-04
Maintenance and Fault Prevention of Combined Overvoltage Protector
TIAN Jun, WU Yong, YUAN Junfang
(Noi Energy Sources Plant of Maanshan Iron &Steel Co, Ltd, Maanshan, Anhui 243000, China)
Abstract The operation and the experience of the combined overvoltage protector of
Masteel's power supply system are summarized. The measures and methods for maintenance
and fault prevention of the overvoltage protector in operation are advanced
Key words) combined overvoltage protector; operation maintenance; fault prevention
广泛应用。
随着冶金供电系统的不断发展,对断路器的性2.1带串联间隙组合式过电压保护器结构及其特
能要求也越来越高。由于真空断路器具有结构简单、点
寿命长、维护工作量小、运行费用低等许多优点,在
带串联间隙组合式过电压保护器由特殊间隙体
冶金供电系统中被广泛应用。但真空断路器灭弧能和氧化锌阀片组成,制造厂家的设计方案不同,采用
力极强,在关合、开断电动机和变压器等感性负载的间隙结构也不同,间隙主要有四间隙、三间隙等,
时,容易产生截流过电压、多次重燃过电压以及三相同时间隙又分为有并联电阻和无并联电阻两种,目
同时断开过电压,从而造成系统中运行设备的损坏。前运行的主流产品为无并联电阻的内部串联间隙组
为确保真空断路器操作时电气设备安全运行,必须合式过电压保护器,约占总量的95%以上。串联的
安装操作过电压保护装置。
间隙不同其技术特点也不一样。
组合式过电压保护器在马钢主要应用于6~102..1四间隙星形接法组合式过电压保护器
kV供电网络中,用来限制真空断路器操作过电压和
由四个完全相同的保护单元组成过电压保护
供电系统中可能出现的其他暂态过电压,有效地保器,每个单元都有放电间隙和氧化锌电阻片串联构
护系统中运行的电动机、变压器和电缆等电力设备成,俗称三叉戟式过电压保护器。其原理接线图如图
绝缘不受损害,对相间和相对地的过电压起到可靠1所示。
的限制作用,同时兼有防雷功能。
2组合式过电压保护器的工作原理
马钢供电系统中应用多种有串联间隙和无间隙
组合式过电压保护器,它们在相间和相地之间都连
接有氧化锌阀片或带有间隙,这种组合式过电压保
护装置对相间过电压有较好的保护作用,特别适用
于保护相间绝缘水平较低的旋转电机设备。组合式
过电压保护器由于采用复合绝缘结构,整体小巧紧
凑,特别适合中压开关柜配套使用,因此在马钢得到
图1星形接法四间隙过电压保护器
2013年第7期
治金动力
总第161期
METALLURGICAL POWER
四间隙接法组合式过电压保护器采用氧化锌和在正常工作下接近绝缘状态。
放电间隙相结合的方式使氧化锌阀片得到保护。放
缺点是它保护残压较高,无法满足在操作过电
电间隙使氧化锌阀片的荷电率为零,氧化锌阀片优压下频繁动作的要求,存在工频老化和承受荷电率
异的非线性又使放电间隙动作后立即熄弧、无截流、和热平衡条件的限制,这对于保护绝缘耐压水平较
无续流,放电间隙不再承担灭弧任务,冲击系数可以低的电动机类设备来说还存在不足。
达到1,放电电压值不随放电波形变化而变化,因而3马钢组合式过电压保护器运行现状
使用寿命得到提高。该接线方式可将相间过电压大
由于组合式过电压保护器非线性伏安特性、低
幅虔降低,与常规的MOA相比,相间过电压下降残压、无工频续流、反应速度快等优点,在马钢供电
60%~70%。在单相接地、间隙性弧光接地和谐振过系统各种电压等级得到了广泛的应用。但组合式过
电压下可长期安全运行。由于相相、相地都是双间电压保护器要长期工作在运行电压下,并多次承受
隙,每个间隙承担12工频放电电压,在正常情况下各种过电压的冲击,以及长期运行过程中因组合式
中心点电位是“零”,但由于对地存在寄生电容,寄生过电压保护器阀片受潮、老化等原因使整体性能逐
电容的存在会使实际放电值出现不稳定。
渐下降,从而造成高故障率也是不争的事实。马钢
2.1.2三间隙星形接法组合式过电压保护器
自2000年开始大量使用组合式过电压保护器,使用
由三个间隙和四个单元组成过电压保护器,其的组合式过电压保护器生产厂家众多,近年来由于
接线原理图见图2所示。
产品质量和使用维护等原因,每年都有因为组合式
其结构与四间隙不同点主要是取消了接地保护过电压保护器故障造成电网停电事故的发生,因此,
单元间隙,相地保护采用单间隙,接地保护单元由纯为保证组合式过电压保护器在良好的状态性能下工
电阻性材料组成,在中心点受寄生电容和杂散电容作,确保电网安全运行,对其进行故障预测也显得
等外界因素影响相对较小。相相过电压时由相间保格外重要。
护单元和接地保护单元共同完成,相相过电压也是
通过对组合式过电压保护器故障的分析,造成
由两个间隙来承担。通过接地保护单元的调整可以事故的主要原因有以下几个方面:
使相相、相地工频放电电压做成一样。
(1)组合式过电压保护器本身质量原因
A, BC
主要是设计不合理,制造存在缺陷,内部绝缘部
件爬距不够,构架耐压和散热性能不能满足要求,氧
化锌阀片材质不良或方波通流容量小,运行中工频
续流逐渐增大,长时间通过续流烧毁引起。
(2)氧化锌电阻片的质量问题
氧化锌电阻片是组合式过电压保护器的核心元
件,其性能直接影响到组合式过电压保护器的水平。
图2三间隙星形接法过电压保护器
目前国内生产氧化锌电阻片的厂家多,产量大,但是
2.2无间隙组合式过电压保护器结构及其特点
部分产品档次低,生产工艺落后,检验手段不全,阀
三相组合式无间隙过电压保护器是由性能优越片个体之间的性能差异大,直接表现在阀片通流容
的非线性氧化锌为主的电阻片经特殊工艺封装于硅量小,动、静老化快,运行几年后,泄漏电流明显增
胶套内而组成。由于氧化锌电阻片具有良好的非线大,氧化锌阅片温度升高,一且产生恶性循环,氧化
性伏安特性,当系统出现过电压时氧化锌电阻片呈锌阀片将会发生热崩溃而炸裂。
现低电阻,使保护器残压被限制在设备允许值下,从
(3)组合式过电压