摘要：随着我国社会经济的快速发展，人们的生活水平不断提高，对电力资源的使用和需求都在日渐增加，电力资源是人们日常生活、工作和学习离不开的一部分，所以导致各种发电的项目也在不断的出台使用。电力供电系统能否正常的运转会直接影响我国的国计民生等相关问题，安全运转是电力部门一直在强调的也是一直在研究的重要课题。由此看来，如何能够保障电力系统的正常运转是当前电力部门最关心的重要问题。基于此，电力系统过电压防护以及电气设备的检测检修等相关的工作是当前电力部门工作人员需要经常面对的问题。
关键词：电力系统；过电压防护；电气设备；检测；检修
电力资源是一种可再生的资源，并且在人们的生活、工作和学习中被广泛使用，电力资源成为当前人们生产生活过程中不可缺少的重要组成部分。因此，围绕电力系统过电压防护以及电气设备的检测检修，阐述了电力系统过电压防护的必要性，分析了电气设备在线检测、电力系统过电压防护以及电气设备检修的方法，有效提高电力系统正常运行的稳定性和安全性。
1 电力系统过电压防护的必要性
一般情况来讲，过电压故障、系统故障或者是雷电灾害等都是电力系统过电压产生的关键因素。变电站是重要的电力枢纽，是多条输电线路相互交汇的交点，起着极为重要的作用，但是在这一过程中，产生雷电灾害的几率几乎占据了百分之五十以上，如果电力系统遭受到了严重的雷电灾害就会导致很大范围的停电，据此，预防和防止雷电灾害等事故的发生对于电力系统安全运行的工作来说是十分重要的。在进行电力系统设计之前，就必须要重视雷电灾害的严重性以及因为雷电灾害等事故所引起的过电压防护等相关问题，并且要深入研究和探讨。在电力系统工程方面，因为雷电灾害等事故导致比较极端的过电压，这就是电力系统遭受破坏之后，导致大范围停电和输电线路受到破坏和损害最常见的因素之一。另外，在很多的雷电灾害事故当中，一瞬间的电流聚集会增强输送电流的负荷，很容易产生电力相关设备的损毁，甚至会导致非常严重的事故等。因此，电力系统过电压防护是非常必要的。
2 过电压产生的原因
2.1 接地故障形成的过电压
电力系统中经常发生接地故障，尤其单相接地故障发生的次数较多，且随着系统电压等级的增大而增加。当发生单相接地故障时，以故障点为等效点的系统等值正序、负序阻抗为：Z1Ze=jX1，零序限抗为：Z0=jX0，等值电动势为E，A相接地时，B、C两正常相的过电压UB、UC可按照下式进行计算：
由于避雷器不具备防护单相接地时的增大的相电压，而单相接地故障出现的次数最多，因此虽然发生单相接地故障时正常相的过电压不是最高的，但在实际对内部过电压的防护中通常以单相接地时正常相工频过电压值进行避雷器灭弧电压的选择，且对于中性点不接地的系统而言，由于 X0 /X1<0，谐振条件为 X0 /X1 X =-2，因此必须加以避免。单相接地时电网正常相的电压为最大工作电压的1.1倍，因此通常此类电网的避雷器灭弧电压就按此值进行选取，对于中性点接消弧线圈的系统避雷器的灭弧电压选取为接地网正常工作的电压，对于中性点直接接地的系统则选取0.8的正常相电压为避雷器灭弧电压。超高压电网若发生了接地故障，则采取电流速断保护并配合以重合闸的方法完成故障的切除及补救工作。
2.2 负载突变形成的过电压
在另一种情况下也会形成过电压，即当电力系统运行过程中出现临时性故障时，这时需要将一些较大负荷的供电停止，这样也会导致电压的升高，产生内部过电压的情况发生。
（1）发电机在正常运行过程中，其磁链是不会发生突变的，所以其会一直保持足够的输送功率，而其暂电动势则是不变的，这样则会出现相对电压升高的情况。
（2）发动机在运行时其制动系统及调速器本身所固有的惯性会使其保持一定的转速，而当发生甩负荷时转速则会增加，从而使电动机的电动势及频率增加。
（3）一旦甩负荷发生在输电线路长线的末端时，这时末端的电容效应则会使电压升高，从而产生过电压的现象发生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆针对于以上情况导致的过电压，可以在实际操作中采用并联电抗器、控制空载线路投切及限制长线路电容效应、在电机侧应加装快速消励磁系统等措施来减少或是避免过电压的发生。
2.3 谐振过电压
系统发生谐振的根本原因为电感、电容元件共同组成的回路在工频或某一频率下发生了共振。可将其分为非线性谐振和线性谐振两种，线性谐振虽然过电压值很高，但谐振的条件范围较窄，即只有在非全相操作或系统故障时才会出现，如当系统发生单相接地故障且其正序、零序阻抗满足时才会发生线性谐振。而非线性谐振是由系统中变压器或互感器等铁磁元件引发的，且随着外部电压的变化而改变，若回路中存在电缆、串联补偿电容器等元件且满足ωL>1/ωC 时才会导致电压升高从而发生铁磁谐振，且铁磁谐振后会发生电流反向，容易引发电机反转的事故。
系统发生谐振过电压所持续的时间是与其回路本身特性有关的，有可能仅持续一段时间亦或是稳定的，此时谐振过电压对系统的影响不大，但若其持续时间较长则可能引发系统一系列的谐振操作，因此必须采取一定的措施破坏谐振条件，如增加电阻、减小电抗或采用消谐器等。
3 电气设备在线检测的方法
电器相关设备在在线检测相关的系统中对其专业的技术要求相对比较高。首先，电力系统和相关的输电变压设施应该根据不改变和不影响电气设备的正常使用和正常工作为重要的基础和前提。其次，电力系统必须要安装和具备自我检测和报警等相对应的功能。同时，电力系统在进行电气设备检测时对间歇设备的抗干扰能力和灵敏度的要求十分高，需要在能够保障精准度水平的基础上，对电气系统进行系统的电气设备在线监测。例如，高压断路器的在线监测。因为高压断路器在电力系统中具有维护电网和操控电网的巨大作用，所以其保护断路器能够稳定运行等方面的作用是非常重要的。高压断路器在使用中存在机械震荡序号，这里面包含了非常多的设备信息、信号的处置方法以及传感器的技能，对此，应该从振荡信号方面着手，有效保证高压断路器能够正确地保证机械的状态，然后对其进行正确的诊断。
4 电力系统过电压防护的方法
目前，电力系统的过电压防护工作主要就是有效防止雷电灾害等事故的工作，防护雷电灾害事故的工作手段主要包括：在变电站设置避雷针、输电间隙、保护间隙等相关的保护手段和措施。同时，在防止雷电灾害的工作过程中，应该注意三点问题：第一，要采取可行有效的相关措施，能够避免雷电直接击中电力系统，导致损坏电线路；第二，要采取相应的措施来保护塔顶，有效保障塔顶不会被雷电所击中；第三，要尽全力避免工频电弧和雷电击闪络之间的相互转化，同时，还要避免输电线路在供电过程中出现中断的现象。
通常来讲，将雷电引至地下是非常有效的电压防护方法，能够有效完成防护雷电直击的工作。
5 电气设备检修的方法
电气设备的检修主要包括变压器、互感器、电容器、电动机、高压断路器、避雷器、低压电器、电力线路等相关的检修和电气设备的相关维修和试验以及继电保护装置检验等相关的内容。在大多数的情况下，电气设备自身的性能会直接决定电力系统中的稳定性和安全性。在电力系统中电气设备的主要材料包括：绝缘材料和金属材料，绝缘材料中包括绝缘油和绝缘纸等。金属材料与绝缘材料相比不容易出现损坏的现象，也就是说绝缘材料非常容易被损坏，如果绝缘材料受到损坏就会发生老化和变质的现象，这样就会严重影响整个电力系统的工作和性能，因此，电气设备的使用寿命完全取决于绝缘材料机电性能的好与坏。
6 结语
电力供电系统运行的是否安全可靠关系到国计民生，因此，如何确保电力系统的正常运转，历来为电力部门所重视。因此，电力工作者需经常面对电力系统的过电压防护及电气设备的检测与检修工作，本文即是站在笔者多年来一线工作的视角，通过对电力系统过电压防护的必要性阐述、防护方法介绍、电气设备的在线监测与检修等几大方面的论述，阐述了如何做好电力系统过电压防护以及电气设备的检测检修工作。
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[3]霍阳青.试析电力系统过电压保护中常见问题与应急处理[J].科技致富向导，2012（9）.
论文作者:张剑涛,庞志远
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
标签：过电压论文; 电力系统论文; 谐振论文; 雷电论文; 电气设备论文; 防护论文; 电压论文; 《电力设备》2017年第34期论文;