发电厂厂用电动机的过电压及其防护

《发电厂厂用电动机的过电压及其防护》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、发电厂厂用电动机的过电压及其防护发电厂厂用电动机的过电压及其防护刘杰英[摘要]发电厂厂用电系统在受到外部和内部过电压侵袭时，会危及电气设备绝缘和运行安全。由于在所有电气设备中电动机的耐受过电压水平最差，因此必须根据其绝缘水平进行过电压保护，采取串联间隙四星形接线的氧化锌避雷器是目前较好的一种电动机过电压保护方法。[关键词]电动机过电压四星形串联隙避雷器发电厂厂用电系统主要由变压器、电动机、断路器及电缆等电气设备组成。所有电气设备有时可能受到外部和内部过电压的冲击，危及设备本身的安全，甚至还会波及整个厂用电系统。过电压出现时间虽然很短暂，但由

2、于其峰值高、波形陡，对电气设备绝缘威胁很大。偶尔一次过电压并不至于将电气设备破坏，但已使绝缘受到不可逆的损害，以至于最后一次并不大的电压波动都会将绝缘击穿。1、外部过电压外部过电压又称大气过电压，是由直击雷或感应雷电活动引起的。由于电厂厂区内一般无架空线路，直接雷击的可能性仅存在于由室外配电装置的总变电所及其引入或引出的外部架空线路上。长期以来，对进出线路均为电缆的厂区配电装置常常认为不可能受大气过电压的威胁，因此也就不需要采取防护措施。事实上由于所有电气设备都是连接在一个电力网上，当局部遭受直击雷及在该处避雷器动作后的残压都会引起全系统电

3、压升高。相同额定电压的电气设备由于结构不同，其绝缘承受过电压的能力也不同，一般来说变压器及开关设备较强，而电动机和电缆较弱，这就是为什么电动机与电缆同于过电压而损坏较多的原因。下面举例分析系统遭受雷击后过电压对不同设备的影响。某电厂中压侧厂用电配电装置供电的一台6KV电动机在正常运转中突然冒烟短路，经检查该电动机定子线圈端部绝缘击穿。事后了解到就在此电动机故障的同时，该厂110KV配电装置厂外架空输电线路遭雷击。该线路落雷后引起110KV配电装置避雷器动作，但由于该避雷器（FZ—110）放电残压较高使主变压器6KV侧母线电压随之升高，6KV

4、母线安装的避雷器（FZ—6）相继动作。这都属于正常动作，对配电装置和变压器及开关等电气设备实施了保护。但6KV母线避雷器动作时过电压却损坏了电动机。经分析：在厂用6KV母线避雷器动作后雷电波被截止形成截波，此时6KV母线电压升高至相当于避雷器放电残压水平，残压值与雷电流大小有关，雷电流越大残压值就越高，一般阀型避雷器放电后残压值均大大高于系统额定电压。这个截波过电压的冲击波沿6KV电缆到中压配电装置母线，再经过出线电缆到达电动机端部。由于电缆与电动机的波阻抗不同，且相差很大，在电缆与电动机连接的部位也就是电动机的端部要承受大约峰值可达30—

5、40KV的电压。这样高的电压不至于使开关电器和变压器绝缘破坏，但系统中绝缘最弱的电动机就可能被击穿。事实证明，受过电压损坏的电动机部位绝大多数是端部头几匝线圈或接线盒处。2、内部过电压电气设备除受到大气过电压的威胁外，内部过电压也造成不少的绝缘损坏，这是由于近年来大量使用真空断路器所造成的。真空断路器性能优良，与过去的少油断路器相比寿命长，维护方便，没有燃烧爆炸危险，所以在中压系统的应用越来越广泛。真空断路器灭弧能力强，往往在开断电流过零前截流，这就会在切断感性负荷时产生较高的过电压。一般情况下操作过电压的幅值可达3—4倍相电压。3、电动机

6、耐受过电压的能力最差6KV电动机是电厂中重要的辅机设备，但其又是相同额定电压的电气设备中耐受过电压能力最差的，这从国家标准高压试验中可以看出。6KV设备的试验标准：油浸变压器21KV；电力电容器19KV；断路器21KV；电动机10KV。电动机绝缘有2个特点：一是起始绝缘水平低。由于其绝缘是放置在定子铁芯的槽内，在制造时将绝缘好的线圈嵌入槽内，在此过程中绝缘层就可能受到损伤。且不能像变压器绕组那样放在油中，只靠固体介质来绝缘，制造过程中难免有气泡，易产生游离。同时也无法像变压器线圈那样采用电容补偿以便使冲击电压分布均匀。由于其冲击系数很小（接

7、近于1，变压器的冲击系数为2—3），所以其冲击绝缘水平比变压器要低得多，出厂时电动机的冲击耐压值只有同级变压器冲击耐压值的1/3—1/2。二是电动机绝缘在运行中老化很严重。电动机现场运行条件往往比变压器及开关差得多，在运行中可能受潮，受各种化学物质的侵蚀，同时还要受机械力（振动、短路电动力）和热效应的作用。电动机绝缘的累积效应也比较强，特别是在槽口处由于电场强度极不均匀，每次过电压都会使该处绝缘受损，使之成为最容易击穿的部位。4、正确选择电动机过电压防护措施由于电动机耐压水平差，因此必须根据其绝缘水平进行过电压保护。普通的阀型避雷器如FZ—

8、6型，其冲击放电电压及放电后的残压过高，显然不能作为电动机的过电压保护。磁吹避雷器的应用改善了电机过电压保护，但保护性能仍不理想。近年来金属氧化锌避雷器得到了大量应用，它具有残压