GB/T 18481-2001暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓

暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓的定義

“暫時過電壓” 是指其頻率為工頻或某次 諧波 （或間諧波） 頻率， 且在其持續(xù)時間范圍內(nèi)無 衰減或慢衰減的過電壓； “瞬態(tài)過電壓” 為振蕩的 或非振蕩的， 通常衰減很快， 持續(xù)時間只有幾毫秒 且為緩波前 （例如由一些操作產(chǎn)生） 的或幾十個微 秒且為快波前 （例如由雷電產(chǎn)生） 的過電壓。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓要求。 由于暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓主要和電氣設(shè)備絕緣選擇 有關(guān)， 也和所采用的保護(hù)方法有關(guān)， 因此將本標(biāo)準(zhǔn)的范圍限定在 “交流電力系統(tǒng)中作用于電氣設(shè)備的暫時 過電壓和瞬態(tài)電壓要求、 電氣設(shè)備的絕緣水平， 以及 過電壓保護(hù)方法”。 標(biāo)準(zhǔn)中僅選取了引用標(biāo)準(zhǔn)中的少量條文， 實(shí)際執(zhí)行中必須參照相關(guān)的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)， 這在標(biāo)準(zhǔn)條文中已作了明確說明。 同時將屬于其他原因如靜電、 觸及高壓系統(tǒng)以及穩(wěn)態(tài)波形畸變 （諧波） 造成 的過電壓排除在外。

暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓的原因

暫時過電壓包括工頻過電壓和諧振過電壓，一般與電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，容量，參數(shù)，運(yùn)行方式，故障條件以及各種安全自動裝置的特性有關(guān)，其中工頻過電壓一般由線路空載，接地故障和甩負(fù)荷等引起。諧振過電壓一般因操作和故障引起系統(tǒng)元件參數(shù)出現(xiàn)不利組合產(chǎn)生。

瞬態(tài)過電壓包括操作過電壓和雷電過電壓，其中操作過電壓一般由以下原因產(chǎn)生：

1、線路切、合和重合

2、故障與切除故障

3、開斷容性電流和開斷較小或中等的感性電流

4、負(fù)載突變

雷電過電壓一般由雷擊引起。

暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓的危害

1、引起電動機(jī)磁路飽和。對于電動機(jī)來說，電壓過高必然使電動機(jī)鐵芯磁通增加，可能導(dǎo)致磁路飽和，勵磁電流過大，從而引起電動機(jī)溫升過高。

2、損害電動機(jī)絕緣。中間直流回路電壓升高后，變頻器輸出電壓的脈沖幅度過大，對電動機(jī)絕緣壽命有很大的影響。

3、對中間直流回路濾波電容器壽命有直接影響，嚴(yán)重時會引起電容器爆裂。因而變頻器廠家一般將中間直流回路過電壓值限定在一定的允許范圍內(nèi)，一旦其電壓超過限定值，變頻器的過電壓保護(hù)動作。

暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓的治理

1)裝設(shè)浪涌吸收裝置或者串聯(lián)電抗器作為吸收裝置

電網(wǎng)的沖擊過電壓、雷電導(dǎo)致過電壓以及補(bǔ)償電容在合閘或斷開時是造成變頻器輸入端過電壓的主要原因。對于此類隱患，可以在變頻器裝設(shè)浪涌吸收裝置或者串聯(lián)電抗器預(yù)防。浪涌吸收裝置就是在連接逆變器和電動機(jī)的U、V、W相的各動力線間、以及這些動力線和地之間，分別連接半導(dǎo)體浪涌吸收元件。這些半導(dǎo)體浪涌吸收元件在兩端子間達(dá)到規(guī)定的電壓以上就流過電流并箝位電壓的特性。串聯(lián)電抗器能夠降低電容器組的涌流倍數(shù)和涌流頻率，提高短路阻抗，減小短路容量，降低短路電流，減小操作電容器組引起的過電壓幅值，避免電網(wǎng)過電壓保護(hù)等作用，是抑制過電壓有效方法。

2)調(diào)整變頻器已設(shè)定的參數(shù)

如果工藝流程中對負(fù)載減速時間不限定，在設(shè)置變頻器減速時間參數(shù)時，以不引起中間回路過電壓為限為條件設(shè)定，不能太短，避免出現(xiàn)負(fù)載動能釋放太快情況，尤其是變頻器所控制負(fù)載慣性較大的設(shè)備，減速參數(shù)要適當(dāng)增加;如果生產(chǎn)工藝流程對負(fù)載減速時間有一定的要求，為預(yù)防變頻器在限定時間內(nèi)出現(xiàn)過電壓跳停，要設(shè)定變頻器失速自整定功能，也可設(shè)定變頻器的頻率值，通過減緩頻率降低所控制設(shè)備的轉(zhuǎn)速。

3)增加泄放電阻

泄放電阻就是在儲能元件兩端并聯(lián)的電阻，給儲能元件提供一個消耗能量的通路，使電路安全。這個電阻叫泄放電阻?？梢允嵌O管，如電感(繼電器線包)并聯(lián)的二極管。當(dāng)前功率較小變頻器一般在制造時內(nèi)部中間直流回路都設(shè)計(jì)了控制單元與泄放電阻，而大功率的變頻器為給其中間直流回路能夠很好的釋放多余的能量提供通道，應(yīng)該根據(jù)工藝需要增加泄放電阻，從而預(yù)防過電壓。

4)增加逆變電路

逆變電路基本作用是在控制電路的控制下，將中間的直流電路輸出的直流電源轉(zhuǎn)換為頻率和電壓都任意可調(diào)的交流電源，在變頻器的輸入側(cè)增加逆變電路，可以使變頻器中間直流回路多余的能量回饋給電網(wǎng)。但造價較高，技術(shù)要求復(fù)雜。

5）在中間直流回路上加合適電容

根據(jù)變頻器的容量以及其中間直流回路的電流電壓的估算，可以在其中間直流回路上增加合適的電容，此電容能夠穩(wěn)定回路電壓，提升回路承受過電壓的能力，也可在設(shè)計(jì)階段選用較大容量的變頻器來有效防治過電壓的影響

6)降低工頻電源電壓

當(dāng)前，常用變頻器電源側(cè)均是采不可控整流橋，其特點(diǎn)是電源電壓較高，中間直流回路產(chǎn)生的電壓也跟著升高。譬如電源電壓為380V時，變頻器的直流回路電壓達(dá)到537V，如果變頻器離變壓器的位置較勁，其輸入電壓一般為400V以上，導(dǎo)致中間直流回路承受過電壓會更高。因此，在條件容許下，可利用變壓器的分接開關(guān)，通過低壓檔的放置降低電源電壓來提升變頻器過電壓能力。

7)多臺變頻器共用直流母線

可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)將多臺變頻器的直流母線回路并聯(lián)在一起(變頻器本身設(shè)計(jì)有外接的直流母線輸出端子)，這樣任何一臺變頻器從直流母線上取用的電流通常情況下都是大于同時間從外部饋入的多余電流，可以保持共用直流母線的電壓，因此，至少兩臺同時運(yùn)行的變頻器具有共用直流母線能夠平衡變頻器的直流母線電壓，使設(shè)備啟動、停止時對電網(wǎng)的沖擊也低，同時在電機(jī)停機(jī)成了發(fā)電機(jī)，能量回饋到直流母線。

8)通過控制系統(tǒng)功能優(yōu)勢解決變頻器過電壓問題

暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓的測量

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