摘要：发电厂厂用电动机对发电厂运行的稳定性与安全性产生了重要的影响，但仍需正确认知的是，厂用电动机耐受过电压能力极差。虽然偶尔过电压不会破坏电气设备，但很容易导致绝缘受到不可逆回的损害。在多次过电压累积的基础上，设备本身的绝缘水平必然会受到影响，最终在电压波动下，绝缘被轻易击穿。在这种情况下，必须要高度重视发电厂厂用电动机过电压防护的重要性，在实践过程中，综合考虑实际情况，采取必要的过电压防护措施，即与间隙四星形接线相互串联的氧化锌避雷器，不仅能够确保电动机运行的正常性，同样也可以发挥其防护作用。
关键词：发电厂；厂用电动机；过电压；防护
图1
1发电厂厂用电动机外部过电压研究
所谓的外部过电压，同样也被称作是大气过电压，以直击雷电亦或是感应雷电活动为根本原因引起。因为电厂厂区的内部不会架空线路，所以直接雷击仅会出现在室外配电装置总变电所与引入、引出外部架空线路中。一般来讲，若厂区的配电装置的进出线路都是电缆，则被认定无法承受大气过电压威胁，所以并不需要采取相应的防护措施。在实践过程中，电气设备会被连接在相同电力网中，一旦局部受到雷电直击亦或是此部位避雷器动作残压都会直接提高系统整体电压。而额定电压相同的电气设备，其内部结构存在差异，所以绝缘能够承受的过电压能力也有明显区别。通常，变压器与开关设备绝缘承受能力较强，但是电动机与电缆绝缘承受能力则相对薄弱，所以电动机和电缆在过电压条件下很容易损坏。
2发电厂厂用电动机内部过电压研究
发电厂电气设备不仅会受大气过电压的影响与威胁，其自身内部的过电压也会对绝缘造成严重的损坏，而最主要的原因就是目前真空断路器的使用量不断增加。其中，真空断路器本身的性能理想，较之于传统的少油断路器，实际的使用时间更长，维护难度不大，且不存在燃烧爆炸的危险。为此，真空断路器在中压系统当中的应用也愈加普及。另外，真空断路器具备极强的灭弧能力，能够在开断电流过零前实现截流，并在感性负荷被切断的同时形成过高压。需要注意的是，真空断路器过电压数值和负荷电感数值、截流水质之间存在紧密的联系，和负荷运行状态也不可分割。将发电厂电气设备中的电动机作为研究案例，小容量电动机操作过程中的过电压数值就要高于大容量电动机。而处于启动状态电动机被切断情况下所形成的过电压也要远远超过合上运转状态正常电动机过电压数值。通常来讲，操作过电压幅值与相电压相比，要高出3-4倍。
3发电厂厂用电动机耐受过电压能力阐释
在发电厂中，6kV电动机发挥着重要的辅助作用，属于辅机驱动设备，但在额定电压电气设备当中，其耐受过电压能力也最差。电动机绝缘最突出的特点包括两个方面：
3.1 起始绝缘水平不高
因绝缘被放置于定子铁芯槽内部，所以在实际制造的过程中，需保证具备良好绝缘性能的线圈被嵌入到槽内部，但会损伤绝缘层。最重要的是，无法按照变压器绕组的方式放入到油中，仅仅是依靠固体介质完成绝缘。另外，在制造的过程中，会出现气泡，增加了游离的几率。除此之外，也不能够根据变压器线圈选择使用电容补偿，所以无法保证冲击电压的均匀分布。正是因为冲击绝缘水平低于变压器，所以在出厂的时候，电动机冲击耐压数值仅为相同级别变压器冲击耐压值的一半。
3.2 绝缘运行严重老化
在电动机实际运行的过程中，条件并不及变压器与开关，而且运行状态下的电动机很容易受潮，被不同的化学物质侵蚀，甚至还需承受机械力与热效应的作用。除此之外，电动机绝缘累积效应相对明显，尤其是槽口位置，会因为电场强度不均匀而在过电压的情况下损坏此部位的绝缘，进而发展成击穿几率最高的部位。
4发电厂厂用电动机过电压防护措施的选择
正是因为电动机本身的耐过电压水平不高，所以一定要综合考虑绝缘的水平采取必要的过电压保护措施。对于普通阀型避雷器，以 FZ - 6 为例，冲击放电电压与放电以后残压都相对较高，所以无法被当做电动机过电压的保护。在长期发展的过程中，磁吹避雷器的合理运用，使得电气过电压保护得到了改善，但是保护性能始终差强人意。目前阶段，金属氧化锌避雷器的应用范围不断扩大，其残压不高且时间响应相对较快，自身的体积不大，自重轻，在安装方面也十分方便，所以，较之于阀型避雷器与磁吹避雷器，其非线性的特征更加突出。需要注意的是，因制造厂家数量较多，所以在实际运行的过程中，很容易发生事故。特别是在6-35kV中性点不接地系统，受单相接地亦或是谐振过电压因素的影响被严重损坏。究其原因，一方面之前选择使用的氧化锌避雷器通常都是无间隙避雷器，也就是在电力系统当中接入了非线性电阻。这样一来，即便处于正常状态，也就是电压波动不明显的情况下，实际的阻值也相对较大。即使流经电流不大，也会出现发热的情况，加快老化的速度，最终损坏。另一方面，在放电以后为使残压值下降，运行电压就会持续偏低，而且只有相电压值，也就是6kV系统的持续运行电压是4kV。但是，对于中性点直接接地系统亦或是经消弧线圈接地系统来讲，单相接地运行时间一般会超过两个小时。在这种情况下，氧化锌避雷器本身所承受的电压就是线电压。如果长期处于高电压运行状态，氧化锌避雷器的荷电率就会不断提高，并受到严重损害。特别是单相接地，很容易出现弧光过电压与谐
振过电压的情况，直接导致氧化锌避雷器爆炸并被严重损坏。现阶段，发电厂厂用电动机过电压防护最佳的方式就是串联间隙养护新避雷器。正是因为间隙的存在，所以在电压正常的情况下，氧化锌避雷器元件当中并不会流过电流，而且也不会出现热老化的问题。氧化锌本身的非线性特性十分理想，所以在间隙放电以后，续流极小，受间隙灭弧要求而明显下降，使得间隙寿命得以延长。需要注意的是，串联间隙氧化锌避雷器间隙所承担的灭弧任务存在差异，因而无法由诸多间隙构成，仅具备一个间隙即可，所以放电电压分散程度也不大。除此之外，可以把串联间隙避雷器替换为四星形，同样可以对相间绝缘保护问题加以解决。通过对这种接法的运用，相对相冲击放电数值和残压数值和相对低数值更加接近，使得相间过电压数值不断降低，使得相间绝缘得到了必要的保护。而当前已经有大部分厂家对带串联间隙氧化锌避雷器进行生产，产品本身性能要远远超过无间隙氧化锌避雷器。以型号为TBP的四星形接线有间隙氧化锌避雷器为例，具体的技术参数表现为：持续运行的电压是7.6kV，而工频放电的电压则是11kV。另外，冲击放电的电压是15.6V。通过对以上参数的分析可以发现，该氧化锌避雷器的持续运行电压相对较高，能够与长期工作的在线电压要求相适应。另外，冲击放电电压与残压不高，不超过电动机绝缘所能够承受的过电压极限。由此可见，在和电动机相互配合的情况下，即可对其进行有效保护，以免受到过电压损害影响。
5结语
发电厂厂用电系统的组成部分主要包括了电动机、电缆、变压器与断路器等，但在实际运行的过程中，电气设备很容易受外部与内部过电压冲击，对设备安全性带来严重的威胁，使厂用电系统遭受不可估量的损失。即便过电压的出现时间不长，但受其峰值较高且波形较陡的影响，会威胁到电气设备的绝缘性能。在这种情况下，对过电压产生原因、影响因素与量值范围进行研究，明确电气设备绝缘水平要求，合理选择防护设施都属于绝缘配合范畴，为电气设备运行安全提供必要的保障。由此可见，深入研究并分析发电厂厂用电动机过电压及其防护具有一定的现实意义。
参考文献:
[1]段海滨.发电厂厂用电动机的检修探讨[J].黑龙江科学,2017,8(18):50-51.
[2]李剑峰.发电厂用电动机的节能运行[J].煤矿机械,2012,33(11):155.
[3]风文超. 发电厂厂用电动机常见故障分析[A]. .土木建筑学术文库(第15卷)[C].:河南省土木建筑学会,2011:2.
[4]熊峰.发电厂厂用电动机进入DCS的接线模式[J].自动化应用,2011(05):37-38+51.
论文作者:饶立慎
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/11
标签：过电压论文; 避雷器论文; 发电厂论文; 电动机论文; 电压论文; 氧化锌论文; 间隙论文; 《电力设备》2018年第30期论文;