前面我們和大家分析了在穩(wěn)壓器運行中過電壓的一些基本概念,下面簡單說明兩種不同類型過電壓產(chǎn)生的原因。請看下文:
(1)操作過電壓
在一般配電網(wǎng)中,使用的絕大多數(shù)是降壓穩(wěn)壓設(shè)備,下面就以降壓穩(wěn)壓設(shè)備空載拉閘操作為例說明操作過電壓產(chǎn)生的原因。
在定性分析時,匝間電容的影響可略去不計??蛰d穩(wěn)壓設(shè)備從電網(wǎng)上拉閘時,如果空載電流的瞬時值不等于零而是某一數(shù)值Ia,這時相應(yīng)的外施電壓瞬時值為Ua。于是在拉閘操作瞬間,電感L1中儲藏的磁場能量為1/2Ll?I2a,電容C’Fe上儲藏的電場能量為1/2C’FeU2a。
由于這時穩(wěn)壓設(shè)備的電路是由電感L1電容C’Fe并聯(lián)的電路,故在拉閘操作瞬間,回路內(nèi)將發(fā)生電磁振蕩過程。在振蕩過程中,當(dāng)某一瞬間電流等于零時,此時磁場能量全部轉(zhuǎn)化為電場能量,由電容吸收,電容上的電壓便升高到最大值Ucmax。當(dāng)拉閘操作電流和電容上的電壓一定時,繞組的電感愈大,對地電容愈小,則拉閘操作過電壓愈高。在電力系統(tǒng)中,操作過電壓通常不超過額定電壓的30一4.5倍。
(2)大氣過電壓
大氣過電壓是由輸電線路直接遭受雷擊或雷云放電時,電磁場的劇烈變化所引起的。當(dāng)輸電線路直接遭受雷擊時,雷云所帶的大量電荷(設(shè)為正電荷)通過放電渠道落到輸電線上,大量的自由電荷向輸電線路的兩端傳播,就在輸電線上引起沖擊過電壓,稱為雷電過電壓。雷電波由零上升到最大值這一段稱為波頭,下降部分稱為波尾。
如果把波頭所占時間看成是周期波的1/4周期,則雷電波可看成是頻率極高的周期性波。這樣,當(dāng)過電壓波到達穩(wěn)壓設(shè)備接線端時,相當(dāng)于給穩(wěn)壓設(shè)備加上了一個頻率極高的高電壓。這一瞬變過程很快,一開始,由于在高頻下wL很大,因此,1/wC很小,電流只從高壓繞組的匝電容和對地電容中流過。由于低壓繞組靠近鐵心,它對地電容很大(即容抗很小),可近似地認為低壓繞組接地。
當(dāng)雷電波襲擊時,沿繞組高度上的電壓分布取決于匝間電容C’Fe,和對地電容C’Fe的比例。在一般情況下,由于兩種電容都存在,過電壓時,一部分電流由對地電容分流,故每個匝間電容流的電流不相等,靠近輸電線端的匝間電容流過的電流最大,越往后則越小。
隨著電壓沿繞組高度的分布變?yōu)椴痪鶆颍鹗茧妷悍植己懿痪鶆?,靠近輸電線端的前幾匝間出現(xiàn)很大的電壓梯度,因此,在靠近輸電線端的前幾個線匝里,匝間絕緣受到很大的威脅,這時最高匝間電壓可能高達額定電壓的50一200倍。
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