GB/T 18481-2001暫時過電壓和瞬態過電壓

暫時過電壓和瞬態過電壓的定義

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

暫時過電壓和瞬態過電壓的原因

暫時過電壓包括工頻過電壓和諧振過電壓，一般與電力系統結構，容量，參數，運行方式，故障條件以及各種安全自動裝置的特性有關，其中工頻過電壓一般由線路空載，接地故障和甩負荷等引起。諧振過電壓一般因操作和故障引起系統元件參數出現不利組合產生。

瞬態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、負載突變

雷電過電壓一般由雷擊引起。

暫時過電壓和瞬態過電壓的危害

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

2、損害電動機絕緣。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，一旦其電壓超過限定值，變頻器的過電壓保護動作。

暫時過電壓和瞬態過電壓的治理

1)裝設浪涌吸收裝置或者串聯電抗器作為吸收裝置

電網的沖擊過電壓、雷電導致過電壓以及補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，可以在變頻器裝設浪涌吸收裝置或者串聯電抗器預防。浪涌吸收裝置就是在連接逆變器和電動機的U、V、W相的各動力線間、以及這些動力線和地之間，分別連接半導體浪涌吸收元件。這些半導體浪涌吸收元件在兩端子間達到規定的電壓以上就流過電流并箝位電壓的特性。串聯電抗器能夠降低電容器組的涌流倍數和涌流頻率，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，避免電網過電壓保護等作用，是抑制過電壓有效方法。

2)調整變頻器已設定的參數

如果工藝流程中對負載減速時間不限定，在設置變頻器減速時間參數時，以不引起中間回路過電壓為限為條件設定，不能太短，避免出現負載動能釋放太快情況，尤其是變頻器所控制負載慣性較大的設備，減速參數要適當增加;如果生產工藝流程對負載減速時間有一定的要求，為預防變頻器在限定時間內出現過電壓跳停，要設定變頻器失速自整定功能，也可設定變頻器的頻率值，通過減緩頻率降低所控制設備的轉速。

3)增加泄放電阻

泄放電阻就是在儲能元件兩端并聯的電阻，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。可以是二極管，如電感(繼電器線包)并聯的二極管。當前功率較小變頻器一般在制造時內部中間直流回路都設計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，應該根據工藝需要增加泄放電阻，從而預防過電壓。

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換為頻率和電壓都任意可調的交流電源，在變頻器的輸入側增加逆變電路，可以使變頻器中間直流回路多余的能量回饋給電網。但造價較高，技術要求復雜。

5）在中間直流回路上加合適電容

根據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，此電容能夠穩定回路電壓，提升回路承受過電壓的能力，也可在設計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

當前，常用變頻器電源側均是采不可控整流橋，其特點是電源電壓較高，中間直流回路產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，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

可根據實際需要進行設計將多臺變頻器的直流母線回路并聯在一起(變頻器本身設計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，使設備啟動、停止時對電網的沖擊也低，同時在電機停機成了發電機，能量回饋到直流母線。

8)通過控制系統功能優勢解決變頻器過電壓問題

暫時過電壓和瞬態過電壓的測量

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