高电压范文10篇

高电压范文篇1

关键词：混合气体绝缘结构集合式高电压并联电容器

随着目前电力需要量的不断增长和环境保护问题的日趋严重，迫切需要难燃、不易污染的输电设备。充气集合式高电压并联电容器便应运而生。目前在电力电容器市场份额中，充气集合式高电压并联电容器所占比例越来越大，单台容量也越来越大，这就迫切需要我们研究、开发出性能更好，更能适应市场需求的新产品。西安西电电力电容器有限责任公司于2001年成功地研制了BAMHL11／-7200-1×3W产品，并通过了所有的型式试验，即将在南宁七一变电站挂网运行。

-7200-1×3W是在以往产品的设计和制造技术基础上，总结经验，扬长避短，主要在以下几个方面进行了改进。

1内部结构

第一台充气集合式高电压并联电容器产品-2000-1×3W内部结构为：电容器单元立放布置，由于其整台容量较小，在设计时选用较大容量的电容器单元，使电容器单元数量少，且接线方便，出线简单。其外形长宽高比为：长∶宽∶高＝1．7∶1∶2．1。由此可见该产品外形协调、美观。且已于1999年在呼和浩特顺利运行。

但通过这几年的充气集合式高电压并联电容器的研究表明：电容器单元立放布置这种结构在容量较大时，由于电容器单元数量多，致使其接线复杂、出线不方便，且其高度低，占地面积大，故不再适合采用这种结构。

新研制的BAMHL11／-7200-1×3W较产品BFMHL11-2000-1×3W容量增大了2倍多，故不宜采用电容器单元立放结构，本产品把电容器单元分3层卧放布置，电容器单元采用新式内熔丝结构，并合理改进其接线方式和选用可靠的绝缘材料，经过以上改进后，其外形尺寸的长宽高比为长∶宽∶高＝1．4∶1∶1．5，该产品外形美观、结构协调、占地面积较小。其各项性能指标经国家电力电容器质量监督检验中心的测试，均符合要求，其主要试验结果如下表：

2筋板

产品BFMHL11-2000-1×3W的外形见图1.

产品外壳上的筋板是用钢板弯成，单面焊接在箱壁上，在电容器容量较小时，电容器外形尺寸较小，故在额定表压下外壳变形量也较小，该筋板还兼有散热作用。因筋内侧无法表面处理，在户外长时间运行以后，容易在筋板的下端生成锈迹、影响其外观。电容器容量较大时，其外壳表面积较大，这种筋板结构的缺点便更明显。故经过比较后BAMHL11／-7200-1×3W产品选用10mm×60mm板条为加强筋，兼有散热功能，板条双面焊接在箱壁上，所有焊缝均经过打磨和表面处理，这种结构不易生锈，其外形见图2。经试验最大变形量为5mm（0．065MPa时），满足设计要求。

3绝缘气体的确定

SF6气体具有良好的电气特性和化学稳定性，但其价格较贵，且对电场不均匀度较敏感，所以，目前国内外都在研究用SF6的混合气体来替代纯SF6气体。

研究表明用廉价的N2加入适量的SF6气体就能使这些常见气体的电气强度有很大的提高。我们合理改进绝缘结构设计，便能满足其电气性能的要求。

目前已获工业用N2＋SF6混合气体采用50％∶50％或60％∶40％，其主要用于高寒地区断路器的绝缘媒质和灭弧媒质。在BAMHL11／-7200-1×3W产品中我们选用适当比例的体积比，提高了设备的绝缘性能。

4小结

高电压范文篇2

关键词：角度稳定性高压侧电压控制自动电压调节器

1引言

电力系统稳定性问题有角度（功角）稳定、电压稳定和频率稳定三个方面。角度稳定性是指电力系统中互联的同步发电机维持同步运行的能力。角度不稳定一种是由于缺少同步转矩，导致发电机转子角逐步增大；另一种是由于缺少有效阻尼转矩，导致转子增幅振荡。发电机励磁控制的基本任务是维持发电机端电压在给定值，同时又是电力系统稳定控制中最重要和基本的手段。过去数十年特别是近年来，电力科技工作者在常规自动电压调节器（AVR）[1]的基础上，研究开发了多种性能优良的励磁系统和附加励磁控制器。其中有提高暂态稳定的高顶值快速励磁和强行励磁，为增强阻尼的电力系统稳定器（PSS）[2]，利用电流补偿电压下降的线路电压降落补偿器（LDC）[3]，利用高压侧电压作为反馈信号的电力系统电压调节器（PSVR）[4,5]等。

本文对一种先进的高端电压控制控制器（HSVC）[6]进行了研究，这种控制器不需要任何高压端反馈信号（即不需要测量升压变压器高压侧电压）便可控制升压变压器的高端电压。其控制性能、可靠性和经济性比常规励磁控制更好。

2高压侧电压控制器及其原理

新型的高压侧电压控制器的思路是在传统的励磁系统中引入对无功电流的补偿，控制主变高压侧的电压基本恒定。高压侧电压控制器的结构如图1所示。图2是应用高压侧电压控制器的一个简单电力系统。

图1中，Q为发电机所发无功；Xdr为设定的电压下降特性，即电压随无功电流变化的斜率；Iq0对应于额定无功电流；n为升压变压器变比。图1、2中，Vg为发电机机端电压；VH为升压变压器高压侧电压；Vs为无穷大系统母线电压；Xt为升压变压器电抗；Xe为线路电抗。

如果高压侧电压预定为VHref，则发电机端电压Vg可控制为

Vg=VHref+(Xt-Xdr)Iq(1)

VH的特性曲线如图3所示。可以看出，高压侧电压随无功电流的增加而下降。对于设定的目标VHref，可以控制VH随着设定的Xdr的变化而变化。

为了使VH在特定的无功电流(Iq0)情况下等于VHref，我们可采用基于Iq0的补偿控制，将无功电流较大时的VH保持在一个较高值。Vg控制为

如果高压侧初始设定值为VHref0，后来又重新设定为VHref，对于外部线路电抗Xe，无功电流的变化(△Iq0)随着新设定值VHref的变化由式(5)近似给出。

这样无功电流就可以自动地随VHref，对于外部线路电抗Xe，无功电流的变化

(△Iq0)随着新设定值VHref的变化由式(5)近似给出。的变化而变化，从而获得要求的VHref，对于外部线路电抗Xe，无功电流的变化

(△Iq0)随着新设定值VHref的变化由式(5)近似给出。

变压器分接头位置的变化，引起变比和电抗值变化，从而电压下降率也会改变，这样，相邻并联运行的各个发电机之间无功分配不平衡。为了防止出现这种情况，需要在HSVC上增加补偿函数，使得当分接头位置改变时，下降率能保持恒定。这样基本的控制方程从式(1)变为式(8)。

3HSVC用于改善角度稳定性

3.1接地短路故障下稳定性能的比较

为检验高压侧电压控制对电力系统角度稳定的影响，采用电力系统综合分析程序（PSASP）对图5所示的单机无穷大系统，分别采用常规AVR和HSVC两种励磁系统控制方式对系统在接地短路故障下进行了仿真。

对图5所示的单机无穷大系统，计算初始潮流，可得当机端电压以及无穷大系统电压都为1.0pu，n为1.05pu时，VH为1.02381pu。

对图5所示的系统，分别采用常规AVR和HSVC两种励磁控制方式对系统在接地短路故障下进行了暂态仿真，分别计算了三相和两相接地两种故障。故障选在变压器高压侧，如图5中k点所示。计算结果列于表1。

由表1可知，各种短路情况下采用HSVC控制的极限切除时间都较采用AVR控制的极限切除时间长，主继电保护装置能在极限切除时间内动作，保证系统的安全运行。

图7为发生150ms三相接地短路故障时，分别采用常规AVR和HSVC两种励磁系统控制方式的仿真结果（注意，这里不管是使用AVR或HSVC，都没有使用常规的PSS）。从图7可见，发电机功角曲线、有功功率、无功功率、机端电压、变压器高压侧电压的响应曲线都显示HSVC能很好地提供阻尼，抑制电力系统振荡。

上述仿真结果表明，采用高压侧电压控制,可以有效地提高系统的暂态稳定性，发电机电压和主变高压侧电压能维持在所要求的水平。

3.2重负荷下发生负荷微小扰动时稳定性能的比较

当图8所示的单机单负荷系统带重负荷：PL=0.9pu，QL=0.4pu时，对系统施加微小的负荷扰动：dp=0.02pu,dq=0.01pu。

图9为采用HSVC控制和采用常规AVR控制下的受干扰后的发电机功角曲线。从图9可见，当采用常规AVR控制时，虽然第一摆没有失稳，但在后继摆动中，系统发生了振荡失稳；而采用HSVC控制时，系统只发生了微小的振荡，功角基本保持了稳定。上述仿真结果表明，采用高压侧电压控制可以有效地提高系统的阻尼水平，增强系统的小扰动稳定性。

4结束语

本文阐明了先进的高压侧电压控制器(HSVC)的基本原理，分析了它在增强电力系统角度稳定性方面的作用。通过对简单电力系统的仿真计算，结果表明，HSVC能够控制电厂主变压器高压侧电压为给定值，并且使它维持在比常规的励磁控制方法更高的电压水平，因而缩短了电源和负荷之间的距离，提高了系统的传输能力，改善了电力系统角度稳定性。HSVC不需要高压侧电压作为反馈信号，便于实现。而且HSVC可以安装在所有的发电机上，发电厂的现有容量可以更好地得到应用，因此HSVC在经济上也具有优越性。

参考文献

[1]AndersonPM，FouadAA．Powersystemcontrolandstability[M]．TheIowaStateUniv．Press，1977．

[2]MelloFPde，ConcordiaC．Conceptsofsynchronousmachinestabilityasaffectedbyexcitationcontrol[J]．IEEETrans．PAS，1969，88：316-329．

[3]HurleyJD，BizeLN，MummertCR．Theadverseeffectsofexcitationsystemvarandpowerfactorcontrollers[J]．IEEETran．onEnergyConversion，1999，14(4)：1636-1645．

高电压范文篇3

关键词:雨课堂;民族院校;高电压技术;课程改革

作为电气工程及其自动化的核心必修课，高电压技术是很多电气专业进修的基础，涉及许多电机学、电磁场、高压绝缘及保护等其他电气专业相关的背景理论。雨课堂是一种新兴的教学网络终端，目的是通过网络连接教师与学生，推进新的教学方式，提高教学质量。通过雨课堂教学模式可以生动形象的将高电压技术这门专业课从理论到实践、从书本到视频合为一体，激发了学生的学习兴趣，让学生快速掌握技巧。许多学校开始对雨课堂这种新教学模式进行探索，宋潇根据控制系统仿真课程的特点，将雨课堂平台融入了教学改革，让师生可以随时随地进行交流;姚洁等对教学效果和课程难点进行实时反馈，课程改革的过程和实践证明了传统课堂教学与雨课堂相融合的混合方式对提高教学质量具有深远意义;李新颖等提出了在工程教育专业认证背景下融合雨课堂与虚拟仿真技术的新型教学模式，模型教学改革主要包括对编程能力和实践操作能力进行培养，优化教学方式、教学内容和考核方式，有利于提高教学效果。内蒙古农业大学将乳与乳制品工艺学这门特色课程融入了雨课堂平台，根据其民族特色，解决了蒙语教学的难点问题。通过实践表明，内蒙古农业大学在应用新平台的过程中加强了理论学习和实验操作，为其他学校开展混合模式的教学改革提供了理论参考。高电压技术课程概念理解有些困难，抽象性较强，部分学生学习热情不高，学习效率偏低，使民族院校授课具有一定的难度。在综合了这些问题后，与西藏农牧学院电气工程学院的特色相结合，提出了进行基于雨课堂的高电压技术课程教学改革探索。

1高电压技术课程内容

高电压技术对电气相关专业学生的未来规划起着指导意义，扎实的相关基础有利于学生的学习和就业。如图1所示，高电压技术包括各个电气专业的相关知识。

2高电压技术课程教学存在的问题

2.1学生学习精力有限，课堂气氛不活跃

高电压技术课程开设于本科生的大三第二学期，此时的学生有着较为繁重的学业业务，还面临着国家电网的从业考试和升学方面的研究生入学考试，没有足够的精力去研习这门对电气专业发展意义深远的课程，晦涩难懂的内容使得学生缺乏学习兴趣，投入的精力有限，整个课堂气氛不够活跃。

2.2教学内容更新不及时

高电压技术这门课程涉及的背景知识非常广泛，对教师备课提出了更高的知识能力要求，教师要有足够的知识支撑备课，熟悉背景知识之间的联系并将其串联起来，这对学生的预习和学习来说也是一大挑战。高电压技术课程涉及的前修课程面较广，如电力系统分析、继电保护、发电厂等课程，但教学内容更新不及时，学生缺乏相关背景来完成课程预习。

2.3教学方式过于单一，师生间缺乏沟通

高电压技术不仅涉及理论学习，还涉及丰富的课程实践，PPT等单一的教学方式会影响学生的学习热情，对学习内容的巩固仅停留在教师讲述的阶段。学生与教师之间缺乏交流沟通，在遇到疑难点时无法实时与教师交流。

2.4考评模式较为落后

调查分析显示，只有少部分学生会在平时积累所学知识，大多数学生是在临近考试的时候突击，目的在于通过及格线，拿到所学学分。这种考核方式无法使学生充分掌握既注重理论理解又注重实践培养的高电压技术课程知识，不是仅靠背公式、套概念就可以，应该使考核方式变得多元化、综合化。

3雨课堂平台

清华大学在线教育和学堂在线共同研发了雨课堂教学软件，这款软件的目的在于成为教师和学生沟通的桥梁，让学生能够积极参与学习活动，在全新的教学方式中充分调动学生的积极性。雨课堂是一种混合学习模型下的教学模式，要求教师在教学过程中发挥引导、启发、监控的作用，提高学生在学习过程中的主动积极性。与传统的学习方式进行对比，雨课堂主要的特点和优点包括以下几方面:(1)着重提高学生的学习兴趣与积极性;(2)学生对已学知识进行系统复习，前后贯通，教师为学生创造合适的学习环境，帮助学生构建课程学习体系;(3)学生与学生之间进行协作式交流，在学习过程中可以充分讨论、发弹幕、留言，达到实时沟通的目的。

4基于雨课堂的高电压技术课程混合教学方式改革

雨课堂是新时代科技发展的技术成果，方便教师和学生快速上手，快速进入学习状态，而且操作成本低，实时性强，课件可及时上传至网络平台。教学方式改革涉及以下几个方面，如图2所示。

4.1课前准备———提升课堂效率

该准备阶段，通过“教师+学生”的“引导+自主”的方式共同完成教师备课和学生预习。学生可使用雨课堂软件或小程序找到教师的备课PPT，随时查阅即将学习的内容，方便快捷。教师可以创建班级，上传视频资料和测验习题，进行班级群内部交流，在雨课堂网络平台检验学生的学习成果和作业提交情况。基于数据统计，这些内容将可视化，方便于打分。在开课前，学生可提出疑难点，由教师进行总结，在课堂上进行集中讲解，增强了教学目的性，使学生的学习和教师的指导更加具有灵活性。

4.2课中交互———协作讨论

在这个阶段，除了课堂讲授知识点之外，还包括课堂探索、组内协作、讨论交流、自我展示等内容。结合多媒体教学方式，教师在教学现场为学生展示电气专业软件的操作和编程，学生在课堂内可用计算机进行编程设计实践，给予了学生充分的自主性。考虑到许多学生在预习阶段不够充分或根本不预习的情况，教师在课堂前要进行一定的铺垫，对于已经预习充分的学生，教师可以在课堂上集中讲解学生提出的疑难点。在雨课堂客户端或小程序内，有一个“举手”按钮，学生在遇到不懂的问题时就可以点击该按钮。考虑到高电压技术课程的单一性，教师可播放相关课程的操作视频，提高学生的学习趣味性。在课堂内布置作业任务时，允许学生成立学习小组进行讨论，完成作业并对自己的作业进行展示讲解，教师要按照学生作业的完成情况进行打分，并对学生作业不足的地方给予指导和更正，鼓励学生进行深入思考。

4.3课后提升———反思与总结

在该阶段，学生和教师皆需要对课堂内容、任务完成情况进行反思，对接下来的课程任务设计进行及时更正，选取合适的学习资料，对学习效果进行总结，及时应对课堂教学可能出现的意外情况。对于有浓厚学习兴趣的同学，教师可在雨课堂内上传新的课程内容进阶体系，以供学生进一步研究，创造浓厚的学习氛围，让更多学生参与进来。学生在课后要及时进行巩固复习，掌握自身学习情况并进行反思，对于存在的问题要与同学、教师进行交流，养成良好的学习习惯，提高学习兴趣。

4.4课后评价———成果与打分

进行评价的目的是清楚教师的教学效果和学生对知识的掌握情况，以便下一步的课程优化。可根据雨课堂提供的数据对教师的教学质量进行分析评定，对学生的任务完成度和考核成绩进行公正打分和评价。这个评价的过程是综合性的，不仅仅局限于课堂内的学习情况，还包括雨课堂平台的学习情况，主要评价内容包括以下几点:学习资源的查看情况、在线学习时长、预习情况、提出的疑难点数量、测试题的完成度、发言次数、作业及时完成情况和完成质量、迟到与早退情况、注意力是否集中、组内合作情况、是否协助他人。

5结语

雨课堂与高电压技术融合形成的混合教学模式在民族院校实践教学应用中有良好的表现，在一定程度上调动了学生的学习热情，提高了学习效率，建立了师生沟通的桥梁，结合了单独的课堂学习和网络在线学习的优点，能正常进行课程学习和教学任务。

参考文献:

［1］宋潇.基于雨课堂的“控制系统仿真”教学改革与探索［J］．工业和信息化教育，2020，(12):73－76.

［2］姚洁，王伟力.微信雨课堂混合学习模式应用于高校教学的实证研究［J］．高教探索，2017，(09):50－54.

［3］李新颖，刘玉红，黄海燕，等.工程教育专业认证背景下融合“雨课堂”和“虚拟仿真”的课程教学改革［J］．计算机时代，2021，(06):110－112，116.

［4］明亮，双全，王俊国.“雨课堂”在高校蒙生“乳与乳制品工艺学”课程教学改革中的研究［J］．农产品加工，2021，(01):115－117，120.

［5］李艳霞.基于雨课堂的C语言课程混合式学习研究［D］．临汾:山西师范大学，2017.

高电压范文篇4

关键词：变压器；过电压；原因；保护措施

变压器运行时，如果电压超过它的最大允许工作电压，称为变压器的过电压。过电压往往对变压器的绝缘有很大的危害，甚至使绝缘击穿。过电压分为内部过电压和大气过电压两种。输电线路直接遭雷击或雷云放电时，电磁场的剧烈变化所引起的过电压称为大气过电压（外部过电压）；当变压器或线路上的开关合闸或拉闸时，因系统中电磁能量振荡和积聚而产生的过电压称为内部过电压。变压器的这两种过电压都是作用时间短促的瞬变过程。

内部过电压一般为额定电压的3.0~4.5倍，而大气过电压数值很高，可达额定电压的8~12倍，并且绕组中电压分布极不均匀，端头部分线匝受到的电压很高。因此，必须采取必要的措施，防止过电压的发生并进行有效的保护。

过电压在变压器中破坏绝缘有两种情况，一是将绕组与铁心（或油箱）之间的绝缘高压绕组与低压绕组之间的绝缘（这些绝缘称为主绝缘）击穿；另一种是在同一绕组内将匝与匝之间或一段绕组与另一段绕之间的绝缘（这些绝缘称为纵绝缘）击穿。

由于过电压时间极短，电压从零上升到最大值再下降到零均在极短的时间内完成，因而具有高频振荡的特性，其频率可达100kHz以上。在正常运行时，电网的频率是50Hz，变压器的容抗很大，而感扩ωL很小，因此可以忽略电容的影响，认为电流完全从绕组内部流过。但对高频过电压波来说，变压器的容抗变成很小，而感抗变成很大，此时电流主要由电容流过，所以必须考虑电容的影响。

CFe—绕组每单位长度上的对地电容；C''''—高低压绕组之间每单位长度上的电容；Ct—绕组每单位长度上的匝间电容；L''''—过电压时绕组每单位长度上的漏电感；R''''—绕组每单位长度上的电阻。

下面简单说明两种不同类型过电压产生的原因：

1内部过电压

我市电网中，绝大多数是降压变压器，下面就以降压变压器空载拉闸为例说明内部电压产生的原因。

根据变压器参数的折算法可知，把二次侧（低压侧）电容折算到一次侧（高压侧）时，电容折算值为实际值的（1/K2）倍，所以二次侧电容的影响可以略去不计。这就是说，空载时可以忽略二次侧的影响。就一次绕组来说，由于每单位长度上的对地电容CFe是并联的，故对地总电容为：CFe=ΣCFe

由于一次侧单位长度上的匝间电容Ct是串联的，故它的匝间总电容为：Ct=1/（Σ1/Ct）

在电力变压器中，通常CFe＞＞Ct，所以定性分析时，匝间电容的影响也可略去不计。当再忽略绕组电阻R1时，可得空载拉闸过电压时的简化等效电路：

其中L1是一次绕组的全自感。

把空载变压器从电网上拉闸时，如果空载电流的瞬时值不等于零而是某一数值Ia，这时相应的外施电压瞬时值为Ua。于是在拉闸瞬间，电感L1中储藏的磁场能量为1/2L1i2a，电容CFe上储藏的电场能量为1/2CFeU2a。由于这时变压器的电路是由电感L1和电容CFe并联的电路，故在拉闸瞬间，回路内将发生电磁振荡过程。在振荡过程中，当某一瞬间电流等于零时，此时磁场能量全部转化为电场能量，由电容吸收，电容上的电压便升高到最大值Ucmax。当不考虑能量损失时，根据能量守恒原理有

CFeU2cmax=L1i2a＋CFeU2a

故得，Ucmax=■

上式表明，当拉闸电流和电容上的电压一定时，绕组的电感愈大，对地电容愈小，则拉闸时过电压愈高。电力系统中，拉闸过电压通常不超过额定电压的3.0~4.5倍。

2大气过电压

大气过电压是输电线路直接遭受雷击或雷云放电时，电磁场的剧烈变化所引起的。当输电线路直接遭受雷击时，雷云所带的大量电荷（设为正电荷）通过放电渠道落到输电线上，大量的自由电荷向输电线路的两端传播，就在输电线上引起冲击过电压波，称为雷电波。雷电波向输电线两端传播的速度接近于光速，持续的时间只有几十微秒，电压由零上升到最大值的时间只有几微秒。雷电波的典型波形如图3。

曲线由零上升到最大值这一段称为波头，下降部分称为波尾。如果把波头所占时间看成是周期波的四分之一周期，则雷电波可看成是频率极高的周期性波。这样，当过电压波到达变压器出线端时，相当于给变压器加上了一个频率极高的高电压。这一瞬变过程很快，一开始，由于高频下，ωL很大的，1/ωC很小，电流只从高压绕组的匝电容和对地电容中流过。由于低压绕组靠近铁心，它的对地电容很大，（即容抗很小），可近似地认为低压绕组接地。可雷电波袭击时，沿绕组高度上的电压分布取决于匝间电容Ct和对电容CFe的比例。在一般情况下，由于两种电容都存在，过电压时，一部分电流由对地电容分流，故每个匝间电容流的电流不相等，上面的匝间电容流过的电流最大愈往下面则愈小，随着电压沿绕组高度的分布变为不均匀，见图4：（图中UAX是过电压波加在变压器两端的电压）。

从图4中可见，起始电压分布很不均匀，靠近输电线A端的头几匝间出现很大的电压梯度，因此，在头几个线匝里，匝间绝缘和线饼之间的绝缘都受到很大的威胁，这时最高匝间电压可能高达额定电压的50~200倍。

3过电压保护

为了防止变压器绕组绝缘在过电压时被击穿，必须采取适当的过电压保护措施，目前主要采用下列措施：

（1）避雷器保护。在变压器的出线端装设避雷器，当雷电波从输电线侵入时，避雷器的保护间隙被击穿，过电压波对地放电，这样雷电波就不会侵入变压器，从而保护了变压器。

（2）加强绝缘。除了加强变压器高压绕组对地绝缘外，针对雷电波作用的特性，还要加强首端及末端部分线匝的绝缘，以承受由于起始电压分布不均匀而出现的较高的匝间电压。这种方法效果有限，而且加厚绝缘使散热困难，同时减少了匝间电容，增大了匝间电压梯度。目前只在35kV及以下的变压器中采用。

（3）增大匝间电容。匝间电容相对于对地电容愈大时，则电压的起始分布愈均匀，电压梯度越小，因此增加匝间电容是有效的过电压保护措施。过去常采用加装静电板或静电屏的方法，现在在110kV以上的高压变压器上，广泛采用纠结式线圈。纠结式线圈制造工艺简单，不增加材料，与连续式线圈相比能显著增大匝间电容，所以现在高压大型电力变压器的高压绕组大多数采用了这种绕线法。

高电压范文篇5

关键词：补偿系统电压；不平衡；分析与处理

一、电压不平衡的产生

1．1补偿度不合适所引起的相电压不平衡网络的对地电容与补偿系统内所有消弧线圈构成以不对称电压UHC为电源的串联谐振回路，中性点位移电压为：

UN＝〔uo/（P+jd）〕·Ux式中：uo为网络的不对称度，一系统补偿度：d为网络的阻尼率，约等于5%；U为系统电源相电压。由上式可以看出，补偿度越小，中性点电压就越高，为了使得正常时中性点电压不致于过高，在运行中必须避免谐振补偿和接近谐振补偿，但在实际情况下却时常出现：①补偿度偏小时，因电容电流和消弧线圈电感电流IL=Uφ／2πfL由于运行电压、周波的变化，都能引起IC和IL的变化，从而改变了旧的补偿度，使系统接近或形成谐振补偿。②线路停止供电，操作人员在调整消弧线圈时，将分接开关不慎投在不适当的位置，造成明显的中性点位移，进而出现相电压不平衡德现象。③在欠补偿运行的电网里，有时因线路跳闸，或因限电、检修而导致线路停电，或因在过补偿电网里投入线路，均会出现接近或形成谐振补偿，造成较严重的中性点位移，出现相电压不平衡。

1.2电压监视点PT断线出现的电压不平衡PT二次熔丝熔断和一次刀闸接触不良或非全相操作出现的电压不平衡的特点是；接地信号可能出现（PT一次断线），造成断线相的电压指示很低或无指示，但无电压升高相，且此现象只是在某个变单独出现。

1.3系统单相接地引起的电压不平衡补偿系统正常时不对称度很小，电压不大，中性点的电位接近大地的电位。当线路、母线或带电设备上某一点发生金属性接地时，与大地同电位，两正常相的对地电压数值上升为相间电压，产生严重的中性点位移，其特点有：接地相电压的电阻不同，两正常相电压接近或等于线电压，且幅值基本上是相等的，中性点位移电压的方向与接地相电压在同一直线上，与之方向相反。

1.4线路单相断线引起的电压不平衡造成单相断线后，网内参数发生不对称变化，使之不对称度明显增大造成电网中性点出现较大的位移电压，致使系统三相对地电压不平衡。系统单相断线后，以往的经验是断线相电压升高，两正常相电压降低。但是，因单相断线位置、运行条件和影响因素的不同，中性点位移电压的方向、大小和各相对地电压指示，都不尽相同；有时两正常相对地电压升高，幅值不等或相等，断线相电源外对地电压降低；或一正常相对地电压降低，断线相和另一正常相对地电压升高却幅值不等。

1.5其他补偿系统感应耦合引起的电压不平衡两个补偿系统分别送电的两条线路较近且平行段较长，或同杆架设交叉开口备用时，二者经并行线路之间的电容构成串联谐振回路。出现相对地电压不平衡。

1.6谐振过电压出现的相电压不平衡电网中许多非线性电感元件如变压器、电磁式电压互感器等，与系统的电容元件组成许多复杂的振荡回路。空母线充电时，电磁式电压互感器各相与网络的对地电容组成独立的振荡回路，可能产生两相电压升高、一相电压降低或相反的相电压不平衡，这种铁磁谐振，只在用另外电压等级的电源，经变压器对空母线充电时，在这仅有的一个电源母线上出现。在一个电压等级的系统里，由送电干线对所带的二次变电所母线充电时，不存在这一问题，要避免空充母线要带一条长线路一起充电。

二、系统运行中各种电压不平衡的判断和处理

系统运行中出现了相电压不平衡的状况时，多数伴有接地信号，但电压不平衡却并非全属接地，不能盲目地选线，应从以下几方面分析判断：

2.1从相电压不平衡范围查找原因

2.1.1如电压不平衡仅限于一个监视点且无电压升高相，造成用户无缺相反应时，则是本单位PT回路断线．此时只考虑带电压元件的保护能否误动和影响计量间题。不平衡的原因是否因为主回路负载连接不平衡，导致显示不平衡，还有是否是显示屏幕出现故障引起的。

2.1.1如电压不平衡在系统内各电压监视点同时出现，应检查各监视点的电压指示。不平衡电压很明显，且有降低相和升高相，各电压监视点的指示又基本相同，各送电线路末端二次均无缺相反应时，说明系统已接近谐振补偿运行。造成电压异常的情况还有可能如母线压变接触不良等很特别情况。也还可能几种原因混在一起，如仍无法弄清异常原因，将异常部分退出运行，交给检修人员处理。作为调度及运行人员，判断出异常原因在母线压变及以下回路，并恢复系统电压正常即可。原因可能有：①补偿度不合适，或调整操作消弧线圈时有误。②欠补偿系统，有参数相当的线路事故跳闸。③负荷低谷时，周波、电压变化较大。④其它补偿系统发生接地等不平衡事故后，引起该系统中性点位移，补偿间题引起的电压不平衡，应调整补偿度。

欠补偿运行电网线路跳闸引起的电压不平衡，要设法改变补偿度，调整消弧线圈。网内负荷处于低谷，周波、电压升高时出现的电压不平衡，可等不平衡自然消失后，再调整消弧线圈。作为调度员，应掌握这些特征，以准确判断，快速处理运行中可能出现的各种异常。单一特征的判断相对容易，两种及以上情况复合性故障引起的电压异常，判断与处理较为复杂。如单相接地或谐振常常伴有高压熔丝熔断和低压熔丝熔断。而高压熔丝不完全熔断时，接地信号是否发出，取决于接地信号的二次电压整定值和熔丝熔断程度。从实际运行情况看，电压异常时，常出现二次回路异常，此时电压高低与接地信号是否发出，参考价值不大。寻找排查规律，对电压异常处理尤为重要。

2.2根据相电压不平衡的幅度判断原因如系统运行中各变电所都出现严重的相电压不平衡，说明网内已有单相接地或干线部分单相断线，应迅速调查各电压监视点的各相电压指示情况，作出综合判断，如是单纯的一相接地，可按规定的选线顺序选线查找．从电源变电所出口先选，即”先根后梢”的原则选出接地干线后，再分段选出接地段。公务员之家

2.3结合系统设备的运行变化判断原因①变压器三相绕组中某相发生异常，输送不对称电源电压。②输电线路长，导线截面大小不均，阻抗压降不同，造成各相电压不平衡。③动力、照明混合共用，其中单相负载多，如：家用电器、电炉、焊机等过于集中于某一相或某二相，造成各相用电负荷分布不均，使供电电压、电流不平衡。

综上所述经消弧线圈接地的小电流接地系统（补偿系统）在运行中，相电压不平衡现象时有发生，并因产生的原因不同，不平衡的程度和特点也不尽相同。但总的情况是电网已处在异常状态下运行，相电压的升高、降低或缺相，会使电网设备的安全运行和用户生产受到不同程度的影响。

参考文献：

高电压范文篇6

变频器过电压主要是指其中间直流回路过电压，中间直流回路过电压主要危害在于：（1）引起电动机磁路饱和。对于电动机来说，电压主过高必然使电机铁芯磁通增加，可能导致磁路饱和，励磁电流过大，从面引起电机温升过高；（2）损害电动机绝缘。中间直流回路电压升高后，变频器输出电压的脉冲幅度过大，对电机绝缘寿命有很大的影响；（3）对中间直流回路滤波电容器寿命有直接影响，严重时会引起电容器爆裂。因而变频器厂家一般将中间直流回路过电压值限定在DC800V左右，一旦其电压超过限定值，变频器将按限定要求跳闸保护。

二、产生变频器过电压的原因

1.过电压的原因

一般能引起中间直流回路过电压的原因主要来自以下两个方面：

（1）来自电源输入侧的过电压

通常情况下的电源电压为380V，允许误差为-5%-+10%，经三相桥式全波整流后中间直流的峰值为591V，个别情况下电源线电压达到450V，其峰值电压也只有636V，并不算很高，一般电源电压不会使变频器因过电压跳闸。电源输入侧的过电压主要是指电源侧的冲击过电压，如雷电引起的过电压、补偿电容在合闸或断开时形成的过电压等，主要特点是电压变化率dv/dt和幅值都很大。

（2）来自负载侧的过电压

主要是指由于某种原因使电动机处于再生发电状态时，即电机处于实际转速比变频频率决定的同步转速高的状态，负载的传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能，通过逆变器的6个续流二极管回馈到变频器的中间直流回路中。此时的逆变器处于整流状态，如果变频器中没采取消耗这些能量的措施，这些能量将会导致中间直流回路的电容器的电压上升。达到限值即行跳闸。

2.从变频器负载侧可能引起过电压的情况及主要原因

从变频器负载侧可能引起过电压的情况及主要原因如下：

（1）变频器减速时间参数设定相对较小及未使用变频器减速过电压自处理功能。当变频器拖动大惯性负载时，其减速时间设定的比较小，在减速过程中，变频器输出频率下降的速度比较快，而负载惯性比较大，靠本身阻力减速比较慢，使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高，电动机处于发电状态，而变频器没有能量处理单元或其作用有限，因而导致变频器中间直流回路电压升高，超出保护值，就会出现过电压跳闸故障。

大多数变频器为了避免跳闸，专门设置了减速过电压的自处理功能，如果在减速过程中，直流电压超过了设定的电压上限值，变频器的输出频率将不再下降，暂缓减速，待直流电压下降到设定值以下后再继续减速。如果减速时间设定不合适，又没有利用减速过电压的自处理功能，就可能出现此类故障。

（2）工艺要求在限定时间内减速至规定频率或停止运行。工艺流程限定了负载的减速时间，合理设定相关参数也不能减缓这一故障，系统也没有采取处理多余能量的措施，必然会引发过压跳闸故障。

（3）当电动机所传动的位能负载下放时，电动机将处于再生发电制动状态。位能负载下降过快，过多回馈能量超过中间直流回路及其能量处理单元的承受能力，过电压故障也会发生。

（4）变频器负载突降。变频器负载突降会使负载的转速明显上升，使负载电机进入再生发电状态，从负载侧向变频器中间直流回路回馈能量，短时间内能量的集中回馈，可能会中间直流回路及其能量处理单元的承受能力引发过电压故障。

（5）多个电机拖动同一个负载时，也可能出现这一故障，主要由于没有负荷分配引起的。以两台电动机拖动一个负载为例，当一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速时，则转速高的电动机相当于原动机，转速低的处于发电状态，引起了过电压故障。处理时需加负荷分配控制。可以把变频器输出特性曲线调节的软一些。

（6）变频器中间直流回路电容容量下降

变频器在运行多年后，中间直流回路电容容量下降将不可避免，中间直流回路对直流电压的调节程度减弱，在工艺状况和设定参数未曾改变的情况下，发生变频器过电压跳闸几率会增大，这时需要对中间直流回路电容器容量下降情况进行检查。

三、过电压故障处理对策

对于过电压故障的处理，关键一是中间直流回路多余能量如何及时处理；二是如何避免或减少多余能量向中间直流回路馈送，使其过电压的程度限定在允许的限值之内。下面是主要的对策。

1.在电源输入侧增加吸收装置，减少过电压因素

对于电源输入侧有冲击过电压、雷电引起的过电压、补偿电容在合闸或断开时形成的过电压可能发生的情况下，可以采用在输入侧并联浪涌吸收装置或串联电抗器等方法加以解决。

2.从变频器已设定的参数中寻找解决办法

在变频器可设定的参数中主要有两点：是减速时间参数和变频器减速过电压自处理功能。在工艺流程中如不限定负载减速时间时，变频器减速时间参数的设定不要太短，而使得负载动能释放的太快，该参数的设定要以不引起中间回路过电压为限，特别要注意负载惯性较大时该参数的设定。如果工艺流程对负载减速时间有限制，而在限定时间内变频器出现过电压跳闸现象，就要设定变频器失速自整定功能或先设定变频器不过压情况下可减至的频率值，暂缓后减速至零，减缓频率减少的速度。

3.通过控制系统功能优势解决变频器过电压问题

在很多工艺流程中，变频器的减速和负载的突降是受控制系统支配的，可以利用控制系统的一些功能，在变频器的减速和负载的突降前进行控制，减少过多的能量馈入变频器中间直流回路。如对于规律性减速过电压故障，可将变频器输入侧的不可控整流桥换成半可控或全控整流桥，在减速前将中间直流电压控制在允许的较低值，相对加大中间直流回路承受馈入能量的能力，避免产生过电压故障。而对于规律性负载突降过电压故障，可利用控制系统如SIEMENS的PLC系统的控制功能，在负载突降前，将变频器的频率作适当提升，减少负载侧过多的能量馈入中间直流回路，以减少其引起的过电压故障。

4.采用增加泄放电阻的方法

一般小于7.5kW的变频器在出厂时内部中间直流回路均装有控制单元和泄放电阻，大于7.5kW的变频器需根据实际情况外加控制单元和泄放电阻，为中间直流回路多余能量释放提供通道，是一种常用的泄放能量的方法。其不足之处是能耗高，可能出现频繁投切或长时间投运，致使电阻温度升高、设备损坏。

5.在输入侧增加逆变电路的方法

处理变频器中间直流回路能量最好的方法就是在输入侧增加逆变电路，可以将多余的能量回馈给电网。但逆变桥价格昂贵，技术要求复杂，不是较经济的方法。这样在实际中就限制了它的应用，只有在较高级的场合才使用。

6.采用在中间直流回路上增加适当电容的方法中间直流回路电容对其电压稳定、提高回路承受过电压的能力起着非常重要的作用。适当增大回路的电容量或及时更换运行时间过长且容量下降的电容器是解决变频器过电压的有效方法。这里还包括在设计阶段选用较大容量的变频器的方法，是以增大变频器容量的方法来换取过电压能力的提高。

7.在条件允许的情况下适当降低工频电源电压

目前变频器电源侧一般采用不可控整流桥，电源电压高，中间直流回路电压也高，电源电压为380V、400V、450V时，直流回路电压分别为537V、565V、636V。有的变频器距离变压器很近，变频器输入电压高达400V以上，对变频器中间直流回路承受过电压能力影响很大，在这种情况下，如果条件允许可以将变压器的分接开关放置在低压档，通过适当降低电源电压的方式，达到相对提高变频器过电压能力的目的。

8.多台变频器共用直流母线的方法

至少两台同时运行的变频器共用直流母线可以很好的解决变频器中间直流回路过电压问题，因为任何一台变频器从直流母线上取用的电流一般均大于同时间从外部馈入的多余电流，这样就可以基本上保持共用直流母线的电压。使用共用直流母线存在的最大的问题应是共用直流母线保护上的问题，在利用共用直流母线解决过电压的问题时应注意这一点。

变频器中间直流过电压故障是变频器的一个弱点，关键是要分清原因，结合变频器本身参数、控制系统状况和工艺流程等情况，才能制定相应的对策，只要认真对待，该过电压故障是不难解决的。

高电压范文篇7

变频器过电压主要是指其中间直流回路过电压，中间直流回路过电压主要危害在于：（1）引起电动机磁路饱和。对于电动机来说，电压主过高必然使电机铁芯磁通增加，可能导致磁路饱和，励磁电流过大，从面引起电机温升过高；（2）损害电动机绝缘。中间直流回路电压升高后，变频器输出电压的脉冲幅度过大，对电机绝缘寿命有很大的影响；（3）对中间直流回路滤波电容器寿命有直接影响，严重时会引起电容器爆裂。因而变频器厂家一般将中间直流回路过电压值限定在DC800V左右，一旦其电压超过限定值，变频器将按限定要求跳闸保护。

二、产生变频器过电压的原因

1.过电压的原因

一般能引起中间直流回路过电压的原因主要来自以下两个方面：

（1）来自电源输入侧的过电压

通常情况下的电源电压为380V，允许误差为-5%-+10%，经三相桥式全波整流后中间直流的峰值为591V，个别情况下电源线电压达到450V，其峰值电压也只有636V，并不算很高，一般电源电压不会使变频器因过电压跳闸。电源输入侧的过电压主要是指电源侧的冲击过电压，如雷电引起的过电压、补偿电容在合闸或断开时形成的过电压等，主要特点是电压变化率dv/dt和幅值都很大。

（2）来自负载侧的过电压

主要是指由于某种原因使电动机处于再生发电状态时，即电机处于实际转速比变频频率决定的同步转速高的状态，负载的传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能，通过逆变器的6个续流二极管回馈到变频器的中间直流回路中。此时的逆变器处于整流状态，如果变频器中没采取消耗这些能量的措施，这些能量将会导致中间直流回路的电容器的电压上升。达到限值即行跳闸。

2.从变频器负载侧可能引起过电压的情况及主要原因

从变频器负载侧可能引起过电压的情况及主要原因如下：

（1）变频器减速时间参数设定相对较小及未使用变频器减速过电压自处理功能。当变频器拖动大惯性负载时，其减速时间设定的比较小，在减速过程中，变频器输出频率下降的速度比较快，而负载惯性比较大，靠本身阻力减速比较慢，使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高，电动机处于发电状态，而变频器没有能量处理单元或其作用有限，因而导致变频器中间直流回路电压升高，超出保护值，就会出现过电压跳闸故障。

大多数变频器为了避免跳闸，专门设置了减速过电压的自处理功能，如果在减速过程中，直流电压超过了设定的电压上限值，变频器的输出频率将不再下降，暂缓减速，待直流电压下降到设定值以下后再继续减速。如果减速时间设定不合适，又没有利用减速过电压的自处理功能，就可能出现此类故障。

（2）工艺要求在限定时间内减速至规定频率或停止运行。工艺流程限定了负载的减速时间，合理设定相关参数也不能减缓这一故障，系统也没有采取处理多余能量的措施，必然会引发过压跳闸故障。

（3）当电动机所传动的位能负载下放时，电动机将处于再生发电制动状态。位能负载下降过快，过多回馈能量超过中间直流回路及其能量处理单元的承受能力，过电压故障也会发生。

（4）变频器负载突降。变频器负载突降会使负载的转速明显上升，使负载电机进入再生发电状态，从负载侧向变频器中间直流回路回馈能量，短时间内能量的集中回馈，可能会中间直流回路及其能量处理单元的承受能力引发过电压故障。

（5）多个电机拖动同一个负载时，也可能出现这一故障，主要由于没有负荷分配引起的。以两台电动机拖动一个负载为例，当一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速时，则转速高的电动机相当于原动机，转速低的处于发电状态，引起了过电压故障。处理时需加负荷分配控制。可以把变频器输出特性曲线调节的软一些。

（6）变频器中间直流回路电容容量下降

变频器在运行多年后，中间直流回路电容容量下降将不可避免，中间直流回路对直流电压的调节程度减弱，在工艺状况和设定参数未曾改变的情况下，发生变频器过电压跳闸几率会增大，这时需要对中间直流回路电容器容量下降情况进行检查。

三、过电压故障处理对策

对于过电压故障的处理，关键一是中间直流回路多余能量如何及时处理；二是如何避免或减少多余能量向中间直流回路馈送，使其过电压的程度限定在允许的限值之内。下面是主要的对策。

1.在电源输入侧增加吸收装置，减少过电压因素

对于电源输入侧有冲击过电压、雷电引起的过电压、补偿电容在合闸或断开时形成的过电压可能发生的情况下，可以采用在输入侧并联浪涌吸收装置或串联电抗器等方法加以解决。

2.从变频器已设定的参数中寻找解决办法

在变频器可设定的参数中主要有两点：是减速时间参数和变频器减速过电压自处理功能。在工艺流程中如不限定负载减速时间时，变频器减速时间参数的设定不要太短，而使得负载动能释放的太快，该参数的设定要以不引起中间回路过电压为限，特别要注意负载惯性较大时该参数的设定。如果工艺流程对负载减速时间有限制，而在限定时间内变频器出现过电压跳闸现象，就要设定变频器失速自整定功能或先设定变频器不过压情况下可减至的频率值，暂缓后减速至零，减缓频率减少的速度。

3.通过控制系统功能优势解决变频器过电压问题

在很多工艺流程中，变频器的减速和负载的突降是受控制系统支配的，可以利用控制系统的一些功能，在变频器的减速和负载的突降前进行控制，减少过多的能量馈入变频器中间直流回路。如对于规律性减速过电压故障，可将变频器输入侧的不可控整流桥换成半可控或全控整流桥，在减速前将中间直流电压控制在允许的较低值，相对加大中间直流回路承受馈入能量的能力，避免产生过电压故障。而对于规律性负载突降过电压故障，可利用控制系统如SIEMENS的PLC系统的控制功能，在负载突降前，将变频器的频率作适当提升，减少负载侧过多的能量馈入中间直流回路，以减少其引起的过电压故障。

4.采用增加泄放电阻的方法

一般小于7.5kW的变频器在出厂时内部中间直流回路均装有控制单元和泄放电阻，大于7.5kW的变频器需根据实际情况外加控制单元和泄放电阻，为中间直流回路多余能量释放提供通道，是一种常用的泄放能量的方法。其不足之处是能耗高，可能出现频繁投切或长时间投运，致使电阻温度升高、设备损坏。

5.在输入侧增加逆变电路的方法

处理变频器中间直流回路能量最好的方法就是在输入侧增加逆变电路，可以将多余的能量回馈给电网。但逆变桥价格昂贵，技术要求复杂，不是较经济的方法。这样在实际中就限制了它的应用，只有在较高级的场合才使用。

6.采用在中间直流回路上增加适当电容的方法中间直流回路电容对其电压稳定、提高回路承受过电压的能力起着非常重要的作用。适当增大回路的电容量或及时更换运行时间过长且容量下降的电容器是解决变频器过电压的有效方法。这里还包括在设计阶段选用较大容量的变频器的方法，是以增大变频器容量的方法来换取过电压能力的提高。

7.在条件允许的情况下适当降低工频电源电压

目前变频器电源侧一般采用不可控整流桥，电源电压高，中间直流回路电压也高，电源电压为380V、400V、450V时，直流回路电压分别为537V、565V、636V。有的变频器距离变压器很近，变频器输入电压高达400V以上，对变频器中间直流回路承受过电压能力影响很大，在这种情况下，如果条件允许可以将变压器的分接开关放置在低压档，通过适当降低电源电压的方式，达到相对提高变频器过电压能力的目的。

8.多台变频器共用直流母线的方法

至少两台同时运行的变频器共用直流母线可以很好的解决变频器中间直流回路过电压问题，因为任何一台变频器从直流母线上取用的电流一般均大于同时间从外部馈入的多余电流，这样就可以基本上保持共用直流母线的电压。使用共用直流母线存在的最大的问题应是共用直流母线保护上的问题，在利用共用直流母线解决过电压的问题时应注意这一点。

变频器中间直流过电压故障是变频器的一个弱点，关键是要分清原因，结合变频器本身参数、控制系统状况和工艺流程等情况，才能制定相应的对策，只要认真对待，该过电压故障是不难解决的。

高电压范文篇8

变频器过电压主要是指其中间直流回路过电压，中间直流回路过电压主要危害在于：（1）引起电动机磁路饱和。对于电动机来说，电压主过高必然使电机铁芯磁通增加，可能导致磁路饱和，励磁电流过大，从面引起电机温升过高；（2）损害电动机绝缘。中间直流回路电压升高后，变频器输出电压的脉冲幅度过大，对电机绝缘寿命有很大的影响；（3）对中间直流回路滤波电容器寿命有直接影响，严重时会引起电容器爆裂。因而变频器厂家一般将中间直流回路过电压值限定在DC800V左右，一旦其电压超过限定值，变频器将按限定要求跳闸保护。

二、产生变频器过电压的原因

1.过电压的原因

一般能引起中间直流回路过电压的原因主要来自以下两个方面：

（1）来自电源输入侧的过电压

通常情况下的电源电压为380V，允许误差为-5%-+10%，经三相桥式全波整流后中间直流的峰值为591V，个别情况下电源线电压达到450V，其峰值电压也只有636V，并不算很高，一般电源电压不会使变频器因过电压跳闸。电源输入侧的过电压主要是指电源侧的冲击过电压，如雷电引起的过电压、补偿电容在合闸或断开时形成的过电压等，主要特点是电压变化率dv/dt和幅值都很大。

（2）来自负载侧的过电压

主要是指由于某种原因使电动机处于再生发电状态时，即电机处于实际转速比变频频率决定的同步转速高的状态，负载的传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能，通过逆变器的6个续流二极管回馈到变频器的中间直流回路中。此时的逆变器处于整流状态，如果变频器中没采取消耗这些能量的措施，这些能量将会导致中间直流回路的电容器的电压上升。达到限值即行跳闸。

2.从变频器负载侧可能引起过电压的情况及主要原因

从变频器负载侧可能引起过电压的情况及主要原因如下：

（1）变频器减速时间参数设定相对较小及未使用变频器减速过电压自处理功能。当变频器拖动大惯性负载时，其减速时间设定的比较小，在减速过程中，变频器输出频率下降的速度比较快，而负载惯性比较大，靠本身阻力减速比较慢，使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高，电动机处于发电状态，而变频器没有能量处理单元或其作用有限，因而导致变频器中间直流回路电压升高，超出保护值，就会出现过电压跳闸故障。

大多数变频器为了避免跳闸，专门设置了减速过电压的自处理功能，如果在减速过程中，直流电压超过了设定的电压上限值，变频器的输出频率将不再下降，暂缓减速，待直流电压下降到设定值以下后再继续减速。如果减速时间设定不合适，又没有利用减速过电压的自处理功能，就可能出现此类故障。

（2）工艺要求在限定时间内减速至规定频率或停止运行。工艺流程限定了负载的减速时间，合理设定相关参数也不能减缓这一故障，系统也没有采取处理多余能量的措施，必然会引发过压跳闸故障。

（3）当电动机所传动的位能负载下放时，电动机将处于再生发电制动状态。位能负载下降过快，过多回馈能量超过中间直流回路及其能量处理单元的承受能力，过电压故障也会发生。

（4）变频器负载突降。变频器负载突降会使负载的转速明显上升，使负载电机进入再生发电状态，从负载侧向变频器中间直流回路回馈能量，短时间内能量的集中回馈，可能会中间直流回路及其能量处理单元的承受能力引发过电压故障。

（5）多个电机拖动同一个负载时，也可能出现这一故障，主要由于没有负荷分配引起的。以两台电动机拖动一个负载为例，当一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速时，则转速高的电动机相当于原动机，转速低的处于发电状态，引起了过电压故障。处理时需加负荷分配控制。可以把变频器输出特性曲线调节的软一些。

（6）变频器中间直流回路电容容量下降

变频器在运行多年后，中间直流回路电容容量下降将不可避免，中间直流回路对直流电压的调节程度减弱，在工艺状况和设定参数未曾改变的情况下，发生变频器过电压跳闸几率会增大，这时需要对中间直流回路电容器容量下降情况进行检查。三、过电压故障处理对策

对于过电压故障的处理，关键一是中间直流回路多余能量如何及时处理；二是如何避免或减少多余能量向中间直流回路馈送，使其过电压的程度限定在允许的限值之内。下面是主要的对策。

1.在电源输入侧增加吸收装置，减少过电压因素

对于电源输入侧有冲击过电压、雷电引起的过电压、补偿电容在合闸或断开时形成的过电压可能发生的情况下，可以采用在输入侧并联浪涌吸收装置或串联电抗器等方法加以解决。

2.从变频器已设定的参数中寻找解决办法

在变频器可设定的参数中主要有两点：是减速时间参数和变频器减速过电压自处理功能。在工艺流程中如不限定负载减速时间时，变频器减速时间参数的设定不要太短，而使得负载动能释放的太快，该参数的设定要以不引起中间回路过电压为限，特别要注意负载惯性较大时该参数的设定。如果工艺流程对负载减速时间有限制，而在限定时间内变频器出现过电压跳闸现象，就要设定变频器失速自整定功能或先设定变频器不过压情况下可减至的频率值，暂缓后减速至零，减缓频率减少的速度。

3.通过控制系统功能优势解决变频器过电压问题

在很多工艺流程中，变频器的减速和负载的突降是受控制系统支配的，可以利用控制系统的一些功能，在变频器的减速和负载的突降前进行控制，减少过多的能量馈入变频器中间直流回路。如对于规律性减速过电压故障，可将变频器输入侧的不可控整流桥换成半可控或全控整流桥，在减速前将中间直流电压控制在允许的较低值，相对加大中间直流回路承受馈入能量的能力，避免产生过电压故障。而对于规律性负载突降过电压故障，可利用控制系统如SIEMENS的PLC系统的控制功能，在负载突降前，将变频器的频率作适当提升，减少负载侧过多的能量馈入中间直流回路，以减少其引起的过电压故障。

4.采用增加泄放电阻的方法

一般小于7.5kW的变频器在出厂时内部中间直流回路均装有控制单元和泄放电阻，大于7.5kW的变频器需根据实际情况外加控制单元和泄放电阻，为中间直流回路多余能量释放提供通道，是一种常用的泄放能量的方法。其不足之处是能耗高，可能出现频繁投切或长时间投运，致使电阻温度升高、设备损坏。

5.在输入侧增加逆变电路的方法

处理变频器中间直流回路能量最好的方法就是在输入侧增加逆变电路，可以将多余的能量回馈给电网。但逆变桥价格昂贵，技术要求复杂，不是较经济的方法。这样在实际中就限制了它的应用，只有在较高级的场合才使用。

6.采用在中间直流回路上增加适当电容的方法中间直流回路电容对其电压稳定、提高回路承受过电压的能力起着非常重要的作用。适当增大回路的电容量或及时更换运行时间过长且容量下降的电容器是解决变频器过电压的有效方法。这里还包括在设计阶段选用较大容量的变频器的方法，是以增大变频器容量的方法来换取过电压能力的提高。

7.在条件允许的情况下适当降低工频电源电压

目前变频器电源侧一般采用不可控整流桥，电源电压高，中间直流回路电压也高，电源电压为380V、400V、450V时，直流回路电压分别为537V、565V、636V。有的变频器距离变压器很近，变频器输入电压高达400V以上，对变频器中间直流回路承受过电压能力影响很大，在这种情况下，如果条件允许可以将变压器的分接开关放置在低压档，通过适当降低电源电压的方式，达到相对提高变频器过电压能力的目的。

8.多台变频器共用直流母线的方法

至少两台同时运行的变频器共用直流母线可以很好的解决变频器中间直流回路过电压问题，因为任何一台变频器从直流母线上取用的电流一般均大于同时间从外部馈入的多余电流，这样就可以基本上保持共用直流母线的电压。使用共用直流母线存在的最大的问题应是共用直流母线保护上的问题，在利用共用直流母线解决过电压的问题时应注意这一点。

变频器中间直流过电压故障是变频器的一个弱点，关键是要分清原因，结合变频器本身参数、控制系统状况和工艺流程等情况，才能制定相应的对策，只要认真对待，该过电压故障是不难解决的。

高电压范文篇9

关键词：组合式避雷器特点结构参数选用投运试验

1引言

组合式过电压保护器是一种新型过电压保护装置，主要应用于35KV及以下电力系统中，用以限制雷电过电压、真空断路器操作过电压以及电力系统中可能出现的各种暂态过电压，可有效地保护电动机、变压器、开关、电容器、电缆、母线等电力设备的绝缘不受损害，对相间和相对地的过电压均能起到可靠的限制作用。真空断路器装置目前的广泛应用，使人们对由于操作过电压引起的危害越来越重视，而组合式过电压保护器的种类较多，使我们在应用选择上有很大的空间，但同时又会使我们选择更为慎重。本文旨在探讨真空断路器装置中组合式过电压保护器（组合式氧化锌避雷器）的选用问题。

2组合式过电压保护器应用的由来

我国避雷器产品的发展历经普通阀型避雷器、磁吹避雷器和金属氧化物避雷器（MOA）几个阶段，近年来避雷器整体制造水平和质量都有了很大提高。随着真空断路器的广泛应用，为限制其操作过电压和避免受电设备绝缘损害，在限制过电压方面采取了许多措施。通常真空断路器装置操作过电压的保护装置有以下几类：

（1）阻容吸收装置；

（2）无间隙氧化锌避雷器；

（3）带串联间隙氧化锌避雷器。

阻容吸收装置最大优点是能缓和入侵到被保护设备的过电压波的陡度，改善设备绕组上的电压梯度，但有体积大，无明显过电压限制值，吸收过电压能量容量小，会产生高次谐波污染等问题。无间隙氧化锌避雷器是一种较先进的过电压保护设备，与传统的碳化硅避雷器相比，在保护特性、通断能力和抗污秽等方面均有优异的特性，其ZnO电阻片的非线性极其优异，使其在正常工作下接近绝缘状态。但它保护残压较高，无法满足在操作过电压下频繁动作的要求，存在工频老化和承受荷电率和热平衡条件的限制，这对于保护电动机类绝缘耐压水平的设备来说还存在不足的。带串联间隙氧化锌避雷器由于增加了串联间隙，MOA可以用数量较少的ZnO电阻片，这时残压可以做的很低，如果火花间隙的放电电压也很低，则可使避雷器既有很低的保护水平又不致因为泄漏电流阻性分量大以及由此带来的劣化现象和功率损耗问题。有串联间隙的MOA与无间隙MOA相比，具有较高的耐受系统暂过电压能力，可在系统发生接地故障时保证自身安全，而且具有较低的雷电冲击放电电压和残压水平，可以为绝缘水平比较弱的设备提供良好的保护，特别适用于中性点非有效接地系统使用。

近几年来我国已研制开发了多种三相组合式有串联间隙或无间隙氧化锌避雷器，它们在相间和相地之间都连接有一定比例的ZnO电阻片或带火花间隙，是一种复合型避雷器，该过电压保护装置对相间过电压有比较好的保护作用。组合式过电压保护器因采用复合绝缘结构，所以在安装上受开关柜尺寸的影响较小，因此越来越被人们所认可。

3组合式过电压保护器间隙结构和特点

组合式过电压保护器分无间隙和有带串联间隙两种，本文主要探讨带串联间隙氧化锌避雷器。组合式氧化锌避雷器由特殊间隙体和氧化锌阀片（ZnO）组成，根据生产厂家技术方案不同，间隙结构也不同，间隙主要有四间隙、三间隙、菱形间隙（单间隙），六间隙等，同时间隙上有并联电阻和无并联电阻两种。间隙的不同技术特点也不同。

（1）四间隙星形接法组合式过电压保护器

由四个完全相同的保护单元组成过电压保护器，每个单元都有放电间隙和ZnO电阻片构成，其接线原理图见图一所示。

在该保护器中采用ZnO和放电间隙相结合使两者互为保护。放电间隙使ZnO的荷电率为零，ZnO的优异的非线性又使放电间隙动作后立即熄弧、无截流、无续流，放电间隙不再承担灭弧任务，冲击系数可以达到1，放电电压值不随放电波形变化而变化，因而使用寿命得到提高。该接线方式可将相间过电压大幅度降低，与常规的MOA相比，相间过电压下降60%∽70%。在单相接地、间隙性弧光接地和谐振过电压下可长期安全运行。由于相相、相地都是双间隙，每个间隙承担1/2工频放电电压，在正常情况下中心点电位是“零”，则由相间隙承担工频电压，同时对地存在寄生电容，寄生电容的存在会使实际放电值出现不稳定。

（2）三间隙星形接法组合式过电压保护器

由三个间隙和四个单元组成过电压保护器，其接线原理图见图二所示。

其结构与四间隙不同点在于取消了接地保护单元间隙，相地保护采用单间隙，接地保护单元由纯电阻性材料组成，在中心点受寄生电容和杂散电容等外界因素相对小。相相过电压时由相间保护单元和接地保护单元共同完成，相相过电压也是由两个间隙来承担。通过接地保护单元的调整可以使相相、相地工频放电电压做成一样。

（3）菱形间隙星形接法组合式过电压保护器

由一个菱形间隙和四个单元组成过电压保护器，其接线原理图见图三所示。

其结构与四间隙星形接法不同点在于采用了菱形间隙结构，将带串联间隙的三相组合式过电压保护器放电间隙的数量降到1，从而降低了分布电容和杂散电容对放电数值的影响，相间过电压和相地过电压过程均由一个间隙完成。由于间隙和ZnO可以分别装置，这样ZnO可直接和外壳材料热压铸在一起，使阀片周围空腔几乎不存在，在ZnO的密封受潮和防爆问题解决的比较好。

（4）间隙并联高压电阻

间隙上并联了一个高压电阻，在工频时，间隙的容抗远大于并联电阻的阻抗，间隙两端的电压取决于电阻的分压值。在冲击时，由于波前很陡，其等值频率远高于工频，此时间隙的容抗远小于阻抗，电压分布由容抗决定，故不受并联电阻的影响。

4组合式过电压保护器的选用

在选用组合式过电压保护器时，首先要了解被选产品结构特点、ZnO电阻片和间隙的产品质量、整体的绝缘性能和密封性能，因为产品的制造质量是至关重要的。同时必须了解其各性能指标全部符合ZBK49005-90《交流有串联间隙金属氧化物避雷器》的规定，满足DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》标准的要求。

选择MOA的重要技术参数是额定电压、最大持续电压、标称电流、雷电冲击保护水平、操作冲击保护水平等，下面就6-35kV系统开关装置内避雷器选择进行阐述。

(1)避雷器额定电压Ur的选择

a.按避雷器持续运行电压UC的选择

由于6-35kV系统多为中性点不接地系统，出现单相接地以后，相对地电压上升为线电压Um（Um为系统最高工作电压），属暂时过电压，故障持续时间≥10s，故避雷器持续运行电压的选择为：

6-10kV时UC≥1.1Um，则6kV避雷器UC≥1.1x7.2=7.92kV

10kV避雷器UC≥1.1x12=13.2kV

35kV时UC≥1.0Um，则35kV避雷器UC≥1.0x40.5=40.5kV

b.按避雷器暂时过电压Ut的选择

暂时过电压包括工频和谐振两大类。只有单相接地引起的工频过电压，才是确定和选择避雷器额定电压的主要依据。根据电力部1993年10月30日“关于提高3-66kV无间隙金属氧化物避雷器额定电压和持续运行电压有关情况的通报”，3-15.75kVUr≥1.4Um，35-66kVUr≥1.3Um。

实际选择中略小于上述值：

6-10kVUr≥1.38Um则6kV避雷器Ur≥1.38x7.2=9.94kV

10kV避雷器Ur≥1.38x12=16.6kV

35kVUr≥1.25Um则35kV避雷器Ur≥1.25x40.5=50.6kV

(2)标称放电电流的选择

避雷器的标称放电电流In是波形为8/20μs用以划分其等级的重要参数，有1.5、2.5、5、10、20kA等五级，前三级分别与中性点、电机避雷器、电容器避雷器等相对应，电站避雷器则分为后三种，一般6-35kV系统选择5kA。

(3)雷电冲击保护水平

避雷器标称放电电流(8/20μs)下的残压值为避雷器的雷电冲击保护水平。陡波标称放电电流(1/5μs)下的残压值与标称放电电流下的残压值之比不得大于1.15。

避雷器雷电冲击保护水平应满足保护电力设备绝缘配合的要求，即满足电气设备全波冲击绝缘水平与雷电冲击保护水平之比值不得小于1.4。根据持续运行电压查GB11032-2000《交流无间隙金属氧化物避雷器》：

6kV避雷器UC≥7.92kV时，电站型MOA，残压为27kA，配电型MOA，残压为30kV；

10kV避雷器UC≥13.2kV时，电站型MOA，残压为45kA，配电型MOA，残压为50kV；

35kV避雷器UC≥40.5kV时，电站型MOA，残压为134kA。

(4)操作冲击保护水平

避雷器操作冲击电流(30～100μs内)的最大残压。操作冲击绝缘配合系数，应满足电气设备的操作绝缘水平与操作冲击保护水平之比值不得小于1.15。根据持续运行电压查GB11032-2000《交流无间隙金属氧化物避雷器》：

6kV避雷器UC≥7.92kV时，电站型MOA，残压为23kA，配电型MOA，残压为25.6kV；

10kV避雷器UC≥13.2kV时，电站型MOA，残压为38.3kA，配电型MOA，残压为42.5kV；

35kV避雷器UC≥40.5kV时，电站型MOA，残压为114kA。

另外，还要考虑爬电距等因素，使之达到交接试验要求。

5投运前的检测

为防止有意外因素对产品的损坏，在避雷器投运之前，应进行试验及定期检测。试验应在"相对相"间及"相对地"间进行，测量次数为三次，求其平均值。每二次试验的时间间隙不小于10S，放电后子0.2S内切断工频电源。试验时可在试验变压器旁边串联一只10A以上的电流表，观察电流值，当电流发生突变时，表明试品已放电，此刻的电压值即为工频放电电压值。若现场有条件，可通过高压测试仪直接读取脉冲电电压值。每3-4年应做一次工频放电试验的常规检测。

电力设备预防性试验规程规定：35kV及以下的MOA避雷器用2500V兆欧表测量，其绝缘电阻不低于1000MΩ。

对无间隙MOA避雷器还要测量1mA(直流)时的临界动作电压U1mA和75%U1mA直流下的泄露电流，测量的U1mA主要是检查其阀片是否受潮，确定其动作性能是否符合要求。U1mA实测值与初始值或制造值相比，其变化不应大于5%，U1mA过高使保护电气设备的绝缘裕度降低，U1mA过低使MOA避雷器在各种操作和故障的瞬态过电压下发生爆炸，测量75%U1mA下的直流泄露电流，主要检测长期允许工作电流的变化情况。规程规定，75%U1mA下的泄露电流不大于50μA。

高电压范文篇10

1、知道电压的作用、电源是提供电压的装置；

2、知道电压的单位伏特、千伏、毫伏及相互关系；

3、记住干电池和家庭电路的电压．

能力目标

培养学生想象、类比、推理能力，搜集信息能力.

情感目标

1、体会类比是科学研究的常用方法．

2、培养学生学科知识联系实际的意识.

教学建议

教材分析

教材首先从学生熟悉的“灯泡发光、电动机砖动”现象提出问题：灯泡发光、电动机转动，都需要电流，那么电流是怎样形成的呢？引起学生思考.

学生在思考后得不出结论的情况下，需要教师的讲解点拨.电流是看不见、摸不着的，怎样让学生对其有一个形象的了解，教材用水流类比电流、阀门类比开关、涡轮类比电灯、抽水机类比电源、水位差类比电压.让学生体会用“水位差是形成水流的原因”类比“电压是形成电流的原因”；用“抽水机是形成水位差的原因”类比“电源是形成电源的原因”；用“流动的水冲动水轮机转动”类比“流动的电荷使灯泡发光”.

在学生初步知道电源、电压、电流的作用后，介绍了电压有高低、电压的单位；介绍了生产、生活中的用电器的电压值，是学生感觉到“电压”就在我们身边.

电压概念的初步建立过程充分体现了“类比的科学方法”，把难懂的概念用通俗的方法说明使学生容易理解.

教法建议

演示一个显示电路通电的实验（小灯泡发光），启发指出电路中有电流.提问电流是怎样产生的？若学生回答是因为电路中接有电源，则可进一步提问：有电源为什么就会有电流呢？学生的回答一般是不完全的，在指出它们的正确方面以后，就此引入新课.

1．用类比法讲解电流形成电流原因

对初中学生可以采用类比方法，说明电压使电路中形成了电流，电源是提供电压的装置.首先作好课本图6-1演示实验，让学生看到A、B两杯水面高度不同是形成水流冲动涡轮转动的原因，当水面相平后，水就停止了流动.要让水持续流动，就需要用抽水机把B杯中的水抽到A杯，使两杯水面再次形成液面差.接下来演示课本图6-2实验并用挂图与图6-1进行类比说明：

由以上类比，启发学生归纳出：水的流动是因为有水压，电荷作定向移动是因为有电压.因此可知电压使电路中形成了电流，电源使提供电压的装置.

注意：讲授电压时，还需着重指明是那段电路两段的电压.常说的“电路上的电压”，指的是“这段电路两端的电压”.

2．电压的高低和单位

先从水压有大小引出电压也应有大小（高低），在做下面的实验：

（1）用1节、2节、3节干电池分别给同一个小灯泡通电（选用额定电压为3.8V的灯泡），小灯泡的亮度不一样.

（2）用手摇发电机给一个小灯泡通电，改变手摇的快慢，小灯泡的亮度不同.从小灯泡的亮度不同，说明不同电源产生的电压不同.

（3）介绍电压的单位：伏特（V）.一接干电池电压1.5V，家庭电路电压220V.比伏大的单位有千伏（kV），高压输电线间的电压达几千伏甚至到几万伏.比伏小的单位友毫伏（mV）.

（4）在讲完电压的单位之后，认真地介绍课本图6-4的几种电压值，还可以多介绍一些生产、生活中用电器的额定电压值，可以布置查找记录电源、用电器额定电压值的家庭作业，培养学生搜集信息的能力.

（5）讨论“想象议议”中的问题，可以起到巩固、归纳本节知识的作用：用电器工作需要通过电流，产生电流需要在用电器两端加上电压，提供电压需要电源.

教学设计方案

教学过程应当体现出“以学生发展为本，师、生互动”的新理念，为避免教师“一言堂，满堂灌”的注入式教学，教师应当根据教学内容、学生知识水平和接受能力，设计一系列能引起学生思考的问题提出，引导学生思考、寻找解决问题的方法，在解决问题的过程，学习知识、巩固知识、学习方法、片杨能力.

一、提出问题，引起学生思考

电灯发光、电冰箱制冷等用电器工作时都有电流通过，电荷是怎样定向移动形成电流的呢？在学生思考不得其解的时候，教师进行下面的活动.

二、类比说明，讲解电压

1．演示水流冲动涡轮机转动实验，提出问题：水为什么会流动？怎样才能使水持续流动？两容器水面有高度差，水才会流动；抽水机不断地把低处的水抽到高处，使两容器内保持一定的水面高度差.

2．演示小灯泡发光实验，用类比方法讲解“电压使电路形成电流，电源是提供电压的装置”.类比的方法要具体，可以参考下面的方式：

3．对电压高低的认识，要从具体现象入手，使学生对电压的高低有直观的认识.可以演示“利用不同节数干电池给同一小灯泡供电，观察其亮度的变化.”由此说明，灯泡两端的电压越高，表现出灯泡发光越亮.在此基础上，再演示用手摇发电机给一个小灯泡通电，改变手摇的快慢，小灯泡的亮度不同.从小灯泡的亮度不同，说明不同电源产生的电压不同.

三、电压的单位

1．电压的单位教学可以直接给出定义，但对伏特、千伏、毫伏间的换算要通过具体实例让学生落实.

2．对电压单位的初步认识，可以从生产、生活中的一些电源、用电器的电压标值中确认识、去了解.

以上教学要求和方法，是对教学的基本要求，对一般的学校和学生都应该能做到.如果有的学校没有小抽水机和涡轮，可以用下面的实验加以说明：

如图2，两个玻璃杯容器底部用一根软胶管相连，中间用卡子卡住，两边的水面不相平，当把卡子打开后，看到水从A容器流向B容器.A、B容器水面相平后，水停止了流动.由此说明水面的高度差是使水定向流动的原因.

接下来可以提问：要让水持续不断地流动，应当采取什么方法？

不断地把B容器中的水舀到A容器中，使A、B容器保持稳定的水面高度差.接下来说明，舀水的工作可以用抽水机来完成，给出挂图说明.

对于基础较好的学生可以讨论电压和电流的关系.典型例题可以组织学生讨论.

例题．关于电压，下列说法正确的是：（）

A.电路两端有电压，电路中就一定有电流

B.电路中无电流，电路两端就一定无电压

C.电路两端必须有电压，才可能有电流

D.电路中有电流，电路两端就一定有电压

对于基础较差的学生，练习电压单位换算.如：220V=______kV,4.5V=______mV.

板书设计

探究活动【课题】查阅关于“列车速度”的资料【组织形式】学生小组【参考题材】