供电系统电能质量受雷电的影响及其治理办法
时间:2016-02-06 09:25来源:未知 作者:y930712 点击:
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一、低压供电系统的干扰的分析 1、区分几种不同的干扰 影响低压供电系统电能质量的因素主要来自于两个方面:一是来自于供电系统上的装置及用电设备,这些装置在启停、工作、故
一、低压供电系统的干扰的分析
1、区分几种不同的干扰
影响低压供电系统电能质量的因素主要来自于两个方面:一是来自于供电系统上的装置及用电设备,这些装置在启停、工作、故障等条件下,对与之连接的电网可能造成干扰,影响电能质量;另一种是来自于外部的干扰,雷电可以通过电磁感应或电阻耦合(直接流注)等方式,影响供电质量,甚至损坏电网中的装置和用电设备。
如下图所示,供电系统中的干扰形式可以按照对供电电压的影响的强度和时间的不同,分为五种类型,分别是:电压暂降或电压短时中断;谐波导致的快速和慢速电压波动;临时电压升高;开关浪涌以及雷击浪涌。后两种之所以被称之为浪涌,主要是由于这两种干扰的持续时间很短,只有几十至数百微秒,但是电压峰值可以达到工作电压的数倍至数十倍。
电网上的各类设备耐受冲击过电压的能力不同,但都有一定的限制范围。冲击过电压的峰值超过这一范围时,必然引起设备的损坏或者缩短其使用寿命。如上图纵坐标所示,各类设备根据其过电压耐受能力的不同分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类设备,Ⅰ类设备的冲击过电压耐受值为1.5KV,例如电子信息设备或其它有特殊要求的设备;Ⅱ类设备的冲击过电压耐受值为2.5KV,包括一般的用电设备,例如家用电器等都是Ⅱ类设备;Ⅲ类设备的冲击过电压耐受值为4KV,例如配电箱、断路器等都是此类;Ⅳ类设备的冲击过电压耐受值为6KV,包括电源处的设备如电气计量仪表等。从坐标图可以看出,低压供电系统上的最大电压峰值来自于浪涌过电压。较高能量的浪涌过电压常常使连接在电网上的负载完全损坏。
下面我们对供电网络上的雷击浪涌和开关浪涌进行具体的分析,以期明确解决的方法。
2、浪涌过电压的成因
⑴ 雷电直击建筑物造成雷击浪涌
雷电击中建筑物的外部避雷系统(避雷针、避雷带)或击中屋顶的接地的金属构件,例如天线等,此时雷电流通过引下线泄放到大地。但是,并不是说建筑物内的设备就安全了,原因来自于阻抗。当雷电流通过时,引下线的阻抗以及接地电阻把整个接地装置的电位抬升了起来,接地装置的电位可以上升到数十千伏或者更高。因此雷电流不但通过该建筑物的接地装置泄放入地,而且也会通过该建筑物附近的其它接地装置泄放入地,例如附近其它建筑物的接地装置、电力变压器的接地装置等,这被称之为雷电流的分流。而雷电流流到附近其它接地装置的通路就是那些与附近建筑物相连的电源线、通信线等。这一通路的建立是以破坏线路绝缘或损坏设备为代价的。
还有一种情况是雷电击中低压架空电缆,与雷电击中建筑物类似,雷电流沿着电源线流动,有一部分雷电流沿着电源线进入建筑物,通过绝缘击穿或损坏设备的方式进入建筑物的接地装置。
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