摘要：随着科技的进步以及人们生活水平的不断提高，电能成了人们日常生活中不可或缺的能源，同时变电站又是保证电能输送的一个重要节点。一旦在变电站的运行操作过程中出现问题，不仅会影响到人们正常的生产生活，更严重的会造成人员伤亡，因此本文将以220kV变电站为例，研究过电压现象的主要原理以及在运行与操作过程中需要注意的地方，以期对相关工作人员有所帮助。
关键词：220kV变电站；过电压；原理；运行操作；分析；预防措施
引言
变电站的电压等级也有高低之分，对于220kV变电站而言从低到高依次可分为10kV、35kV、110kV、220kV这四个等级。自二十一世纪以来，社会发展速度变的越来越快，城市建设速度也稳步提升，因此在城市的电网建设当中也越来越多的用到了220kV变电站，这虽然有助于城市的建设但与此同时也很容易产生问题。对于220kV变电站的运行来讲，极其常见的一种现象是过电压，这种现象很容易使得电位差升高或者电压突然升高从而导致电压不稳。因此在对变电站运行操作的研究中要格外注意对过电压现象的研究。
1.简述过电压现象
变电站运行操作过程中的过电压现象大体可以分为以下两种，一种是操作过电压，另一种是谐振过电压。操作过电压通常是在变电站相应设备出现了一些故障但是并没有得到及时的处理而且又持续工作时产生的；而谐振过电压是由于电压产生了回路，同样也是在持续工作，使得电压进行周期性变化，让非线性设备饱和工作。拿这两种过电压现象比较来讲，二者都属于过电压现象，产生的影响也都差不多，但是谐振过电压比操作过电压持续的时间要相对较长一些。而且在谐振过电压发生时设备仍旧可以在一定时间内继续运转，可见其稳定性相对较高，相较而言由于引起操作过电压的原因有许多，所以很难判断具体的原因，所以一旦发生操作过电压最好还是先停止设备运转然后检查设备。接下来就对两者过电压现象进行简要分析。
2.空载变压器操作过电压现象
2.1原理
空载变压器引起的操作过电压与变压器的一次绕组和二次绕组有关，即在变压器空载运行时，一次绕组是与电源相连接的，二次绕组处于开路状态。当变压器空载运行时电源产生的电流首先会流经一次绕组，这是一次绕组中就会产生电流即空载电流，虽然这个电流的强度非常小，此时一旦空载变压器被切除，突然断电就会出现游离作用，这个作用相较于刚才的空载电流是非常强的，又因为刚才的空载电流还在，所以就会很容易引起强制熄弧，熄弧有叫做截流，而截流便会引起操作过电压。
2.2预防措施
2.2.1对铁心进行优化
铁心在调节空载电流的过程中起着十分重要的作用。如果使用一般铁心的话很容易且会经常性的产生空载电流，所以在对铁心选择时一定要认真仔细，其一可以选择一些质地更好的材料来做铁心，虽然有可能比较贵但是从长远来讲还是划算的；其二可以不断要就铁心结构的优化方法，通过不断的尝试得到最优的方案，同时在日常的使用中也需要对变压器进行认真检修，一旦发现问题立马解决，尽可能将损失降到最低。
2.2.2选择纠结式绕组
纠结式绕组相较于一般的绕组来讲可以大幅提升变压器的电容容量，其实这也是纠结式绕组的结构有关。其原理是使用纠结式绕组就会在变压器的线砸里插入绕组的另一个线砸，这样就会使绕组的电容增加，同时线砸间额电位差也相应增加，一旦发生过电压现象，每个线砸平均分配到的电压就会小很多，从而造成的损失也会小很多。
2.2.3使用带并联电阻的开关
开关使用并联电阻的好处在于当强制熄弧产生时，并联电阻能够释放在电感中产生的磁场能量转化为的电能。
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3.母线系统谐振过电压
3.1原理
首先谐振过电压现象是由于铁磁互感产生的。前文有提及饱和一次，即在变电器运行的过程中里面的铁芯会发生变化，随着变电器的不断运行当铁芯逐渐达到饱和状态时就会出现引起谐振。当三相绕组的电压值不断升高时，铁芯的饱和程度就会越来越越高，从而铁磁互感也会越强，从而谐振现象也就越明显。其次谐振过电压又可以分为并联铁磁谐振和串联铁磁谐振。二者的产生场合有所不同，前者易出现在小电流的接地系统中，而后者则通常发生在大电流接地系统中。在220kV变电站的运行操作过程中会同时出现这两种形式的谐振现象，一旦谐振现象出现极有可能引起互感器的异常，严重时甚至可以直接将互感器烧毁。
3.2预防措施
出现谐振现象的原因有许多，第一是由变压器的互感器质量导致的原因，一旦互感器质量不好就很容易导致铁芯太过饱和，再者是没有选用合格的开关，因此将从以下两个方面来简要介绍预防谐振现象的方法。
3.2.1通过倒闸操作来降低谐振
所谓倒闸就是指将电气设备的某种状态转换成另一种状态，在转换时所进行的操作就是倒闸操作，通过倒闸操作可以改变系统的运行方式。所以想要通过倒闸操作来降低谐振，就需要正确执行倒闸操作。当设备在运行过程中出现异常时，首先要分析出现异常的地方在哪，找到原因之后在进行倒闸操作，比如说我们在给母线输送电能的时候，就要先关闭母线的断路器，然后再关闭隔离开关，但是当母线在运行过程中出现异常时则要反着来。但是值得一提的是任何事情都有度，所以不管进行那种操作，系统运行方式的改变程度都不宜过度，否则极有可能引发事故。
3.2.2深入了解技术设备
引起一切问题的主体就是技术设备，所以如果对设备足够了解的话，首先可以在其出现问题时能够非常迅速的找到问题的发生地，再者可以现状来对设备不断优化，进而降低设备发生故障的频率。想要做到以上两点就需要做到以下几点①需要掌握设备的所有细节，甚至包括设备的每一个参数，虽然看似不起眼但却有可能起着十分重要的作用。根据经验我们可以得知，当断路器的断口均压450pF≤C≤900pF时是谐振普发期，一旦C≤450pF时谐振便不容易发生，但当C≥900pF时谐振的发生频率就会大大提高。②需要加大对设备的检修力度，制定一个合理的设备检修计划，然后根据计划进行检修，而且对于重要设备还要重点、全面检查，切不可流于形式从而造成设备损坏。③还要注意设备在极端天气下的运行，主要是防雷措施，对于重要设备一定要安装避雷装置，并且要接地。
4结束语
综上所述，随着社会的不断进步，220kV变电站的使用频率会越来越高，伴随而来的是不可避免的过电压现象，因此做好变电站运行操作过程中的过电压预防工作就显得十分重要。相关从业者应该将理论与实践结合起来，不断探讨该问题的优化方法，以期为社会的发展做出贡献，希望上文会对各位同仁有所帮助。
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论文作者:顾卫
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/6
标签：过电压论文; 谐振论文; 变电站论文; 操作论文; 绕组论文; 现象论文; 设备论文; 《电力设备》2018年第12期论文;