关键词：水电厂；电气设备；过电压保护
1、过电压的相关概述
1.1过电压的概念
一般情况下，电气设备在正常运行过程中，都存在一个正常的工作电压范围。如果电压超出这个工作范围，那么就可以称为过电压。如果超出正常工作电压的幅度不大，那么电气设备的保护部分就会受到轻微的损伤。然后再经过长时间的积累，损伤才会逐渐增大。如果做好电气设备的日常维护工作，那么电气设备保护部分受损所产生的负面影响就可以忽略不计。如果超出正常工作电压幅度非常大，那么电气设备的绝缘部分将会遭受毁灭性的伤害，电气设备的电路就会在过电压的直接攻击下，受到严重的损坏。
1.2过电压的分类和特点
1.2.1外部过电压
一般情况下，外部过电压都是由于自然因素引起的，例如雷云放电，雷电威力与外部过电压成正比例关系。以雷电的发展阶段为参照，我们可以将雷云放电继续细分为以下三种：第一种是雷击过电压、第二种是感应雷击过电压、第三种是流动波过电压。无论是哪一种类型的外部过电压，电气设备的等级都不会对过电压的大小产生较大的影响。
1.2.2内部过电压
一般情况下，内部过电压的产生与电力系统的能量转化与传递有着十分紧密的联系。且常见的内部过电压种类有以下三种：首先，谐振过电压的产生，电气设备就会遭受极为严重的损坏。因为这种类型的过电压可以直接攻击中低压电网，进而使中低压电网无法维系稳定的运行状态。如果谐振过电压的持续时间过长，还会增大电气设备的维护难度。目前应对谐振过电压的方法，就是在电路设计阶段科学预估潜在的问题级伤害，然后削弱谐振过电压产生所产生的危害。其次，工频过电压的产生主要有两方面的原因：第一电容效应，第二电网运行状态不正常。所以这种类型的过电压主要存在于电气电路中，且虽然不会对于电气设备的造成极为严重的损坏，但是其破坏为例也不可小觑，介于谐振过电压和操作过电压之间。虽然工频过电压会持续较长的时间，但是其电压一般都在设备绝缘部分的可承受范围内，所以并不会对电气设备造成毁灭性的伤害。当发生超高压现象的时候，电气设备才会无法承受工频过电压的攻击而出现直接性损伤。另外，如果遇到远距离输电现象，电气设备受到的损伤也较为严重。最后，操作过电压，指的是由于操作失误而产生的过电压现象，所以具有一定的短暂性和偶然性。大多数情况下，引起操作过电压现象产生的原因都是开关操作失误。因为操作过电压与操作人员的失误操作有关，难以摸清其中的规律，所以预防以及控制难度较大。一旦出现操作过电压，其电压数值就会出现成倍的增长。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2、水电站电气一次设备过电压保护措施应用原则
2.1外部防护体系
水电站电气一次过电压外部防护体系的主要功能是限制外部电流、电压对于内部设备的影响，通过隔绝作用限制外部电感、电容效应形成的过电压作用。水电站外部防护体系主要包括接闪器、引下线及接地系统等部分构成。相应防护体系设备应按照设计标准施工，接闪器的安装应全面覆盖水电站及架空线路，保证设备能处于其滚球保护半径之内；引下线应围绕外部防护体系均匀布设，接地系统应有效连接同时保证接地电阻达到防护设计标准。
2.2内部防护体系
首先，水电站内部防护的重点在中控室、计算机室等位置，相应的过电压影响在上述位置较为集中，对于水电站电气一次系统的影响较大。因此，内部防护系统应围绕核心位置布设，引下线应与结构立柱维持3m以上的电流安全距离。水电站厂房、尾水渠、坝区等部分应通过导体进行有效连接，形成等电位体，避免雷击过电压形成的电位差出现的不良影响，控制地电位反击故障。其次，通过水电站等电位体的连接，能够形成的良好电磁屏蔽效应，避免电磁、电感效应形成的过电压影响，能够在水电站内部形成多级防护体系，通过雷电过压保护设备的应用，全面降低雷击残压水平，使设备的过电压作用处于可控范围之内。最后，应重视多级防护体系中各防雷保护设备的实际应用效果，防雷保护区设置的保护器设备应通过相应的过电压运行测试，选择满足IEC要求的雷电测试波形对设备进行检测。
3、水电厂电气一次设备过电压保护措施
第一，计算分析电厂外送线路工频过电压水平有着非常重要的意义，因为工频过电压的升高，不仅影响操作过电压的水平，还决定出线避雷器最大允许工作电压和出线断路器并联合闸电阻大小的选择，即直接的影响了设备的绝缘强度和出线断路器的合闸电阻的热容量，是绝缘配合的基础。第二，超高压长距离线路采用并联容量适当的并联电抗器加中性点小电抗器方式可将内部过电压限制到很低的数值，再辅以断路器加并联电阻和氧化锌避雷器，可极大地提高超高压线路的安全可性。第三，在雷电过电压造成的损害中，侵入波是影响最为严重的一种因素。侵入波会严重影响电气设备的使用寿命，降低电气设备的安全性。一旦电路系统遭到了侵入波的破坏，就会导致电气设备受损，使整个电路系统瘫痪。因此，在电气设备的使用中，需要通过多种途径进行防雷保护，减少侵入波对电气设备的损害，在日常作业中使用的防雷保护装置一般分为两种：一种是加装电路进线保护装置，提高电气设备的过电压承受能力。另外一种是使用阀型避雷器，该装置可以增加电气设备的安全性和稳定性，减少过电压对电力操作人员的威胁。另外，还可以避雷器配套安装放电计数器或监测器，及时掌握避雷器工作状况，对性能不符合要求的避雷器及时更换。第四，励磁变压器是过电压保护技术中较为常见的一种保护装置，在实际应用中一般通过无间隙避雷器完成电气设备保护工作。我国的电力市场中还未出现定性的励磁变压器产品。目前我国针对100赫兹的过电压会采用阻容器进行过电压保护，主要原因是由于在多种过电压保护装置中，阻容器的老化程度较小，通过合理的仪器保护，可以保证其电阻正常运行，从而实现过电压保护。
结语：近几年来，我国对于电力的需求量越来越大，对于水电厂的电力生产要求也越来越苛刻。为了避免水电厂电气一次设备出现过电压现象，影响水电厂电力系统的正常运行，必须要全面分析造成水电厂电气以此设备出现过电压现象的原因，并针对性的制定电气一次设备过电压保护措施。
参考文献：
[1]罗乐.电气一次设备过电压保护措施探讨[J].通讯世界，2017（12）：173-174.
[2]王久建.水电厂电气一次设备过电压保护措施探讨[J].黑龙江科技信息，2016（23）：251.
[3]苏瑞林.试论水电厂电气一次设备过电压保护措施[J].无线互联科技，2015（20）：133-134.
[4]韩春辉.试论水电厂电气一次设备过电压保护措施[J].科技与企业，2015（07）：179.
论文作者:常辉
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第4期
论文发表时间:2020/4/22
标签：过电压论文; 电气设备论文; 设备论文; 水电厂论文; 电气论文; 水电站论文; 避雷器论文; 《工程管理前沿》2020年第4期论文;