3-66kV电力网过电压保护器的应用

随着电网规模的不断扩大及真空断路器的大量使用 ,电力系统的内部操作过电压：主要为相间过电压，问题日益严重 ,传统避雷器主要为防止雷击产生。
间隙过电压保护器：4间隙过电压保护器 每个保护单元由ZnO非线性电阻与放电间隙串联组成 ,90年代初电力系统大量采用。但该结构存在严重设计缺陷 :
3-66kV电力网过电压保护器的应用
1.正常运行时M点电位基本为零 ,没必要在接地相中串联放电间隙 ,反会增加系统对地杂散电容和放电分散度 ,使工频电压分布不均匀 ,导致试验和安装困难 ;
2.保护水平取决于间隙的冲击放电电压 ,因间隙的截断比和分散度较大 ,不利与ZnO配合 ;冲击放电电压Uimp高则保护裕度小 ,反之则不能保护ZnO ;
3.隔离间隙使ZnO良好的非线性特性无法发挥 ,间隙放电前 ,ZnO不能缓和过电压波头陡度和降低振荡频率 ,而波头陡度大则击穿设备的匝间绝缘 ;
4.随着放电次数的增加绝缘间隙的阻值必然下降 ,和ZnO的分压导致冲击放电值升幅很大 (有时 >30 % )。即保护值大幅上升 ,不能保护设备。
3-66kV电力网过电压保护器的应用
3间隙过电压保护器3间隙过电压保护器是 4间隙结构的改进 ,它取消了接地相中串联的间隙 ,使保护器相对地回路的放电间隙减少到一个 ,解决了4间隙结构对地杂散电容增加的问题 ,且分散度有所降低。但其相相间的工频放电仍是两个放电间隙的叠加 ,分散度很大。ZnO的残压Ure决定保护水平 ,每单柱ZnO的U1mA相同才能使相间与相地保护水平一致 ,但实际很难一致 ,因相间两个而相地一个间隙。
组合间隙过电压保护器组合间隙结构克服了6间隙结构接线及安装的复杂性 ,它将常规的两极改为 4个放电电极组成的正棱型结构 ,电极两两间距相等使相地与相间工频放电值相同 ,放电间隙减到一个 ,分散度降低。缺点是4电极联动间隙难调 ,工艺上难保证间隙放电值的准确。该结构经多次改进以减少放电间隙分散度、增加其稳定性 ,但引入放电间隙弊端很多 ,虽解决了放电分散度和对地杂散电容问题 ,其它问题不能根本解决。近年研究表明 ,无间隙MOA性能优于串间隙MOA ,后者仅为ZnO电阻的安全而为[3] ,对保护设备绝无好处 ,不是发展方向。
无间隙过电压保护器及其性能改进为保证ZnO电阻长期安全运行。
3-66kV电力网过电压保护器的应用
组合式过电压保护器既可防止因雷电产生的相对地过电压 ,又能可靠保护相间过电压。
串间隙组合式保护器是保护ZnO的一种权宜措施 ,使保护可靠性与稳定性大大下降。
无间隙过电压保护器的性能优于串间隙保护器 ,对弱绝缘设备的保护作用较勉强。
分级保护的组合式保护器保留了无间隙结构的优点并降低了ZnO的残压比 ,提高了保护裕度 ,实现了保护的全面性、可靠性与安全性的统一。