摘要：随着社会经济的深入发展，人们对电力的需求量也越来越大，电网技术也随之快速发展，220KV变电站已成为现代城市电网建设中的主要枢纽。实际操作过程中，220kV变电站必然会出现过电压或者谐振过电压等等现象，会直接影响到设备的正常运行与工作人员的生命安全。另外，还有持续较长时间的谐振过电压，谐振过电压由于是属于稳态现象，一般是操作或者故障过程中造成的回路自振与非线性设备的饱和、参数周期出现变化等等原因而引起非线性谐振，进而所产生的过电压。因此，要对过电压的安全防范措施进行研究，以保证变电站的安全可靠运行。基于此，本文对220kV变电运行过电压的防范策略进行探讨。
关键词：220kV变电站；变电运行；过电压；防范策略
现阶段，我国社会高速度发展，并且各大城市的用电量均呈现上升态势，所以保障用电安全对于变电运行具有重要的作用。与此同时，220kV变电站是电力系统中的重要组成部分，但是由于存在过电压现象，在一定程度上增加了其运行的不稳定性。所以为了更有效的解决过电压事故，应要求各电力单位积极的制定相应的防范策略，对于提升电力系统工作的可靠程度有着重要意义。
1变电站过电压的现象
变电站变电压现象指的是在电力系统中，由于电压的升高或者是电位差升高导致绝缘体破坏的现象。过电压分为操作过电压和谐振过电压，其中操作过电压现象指在故障过渡时产生的持续时间比较短的过电压。谐振过电压现象是在操作过程中或者是在故障过程中形成电压回路自振以及非线性设备的饱和、参数周期性变化所引起的非线性谐振产生的过电压。谐振过电压一般持续时间较长，是属于稳态现象，有时甚至将持续到下一个操作的出现破坏形成谐振现象条件为止。过电压的形成原因较多，比如负载突变、故障的发生与排除、线路的分合闸等等。
2空载变电器操作过电压分析与防范措施
2.1空载变电器操作过电压产生原理
空载变压器是指变压器的空载运行现象，当变压器的二次绕组处于开路状态，而以此绕组与电源相互连接时，就会形成变压器空载运行。在这个状态下，绕组中会产生相应的空载电流，也称花子励磁电流。当空载变压器被切除后，由于空载电流相对较小，断路器在切断小电流的过程中，会表现出很强的游离作用，如果此时电流不为零，则极容易出现强制熄弧的现象，这种被成为截流的现象，会导致变压器上产生操作过电压。
2.2防范措施
2.2.1改善铁芯
空载电流主要是由磁化电流和铁损电流组成的，所以通过改善铁芯能够引起空载电流的变化，磁化电流对磁通产生影响，而铁损电流的产生是由铁芯损耗引起的，所以变压器的铁芯是调节空载电流的关键部件，可以使用质量好的铁芯或者对铁芯的结构进行改进，能够减少空载电流的产生，比如用冷轧晶粒代替硅钢片，同时还要对变压器进行仔细的检修。
2.2.2使用纠结式绕组
220kV的变压器使用的是芯片变压器，所以通过使用纠结式绕组可以提升变压器电容的容量，主要是因为在纠结式绕组上通过在变压器的线砸之间插入了绕组的另一线砸，就会增加绕组的电容，而且在线砸之间的电位差也会随之增大，当产生过电压式，在各个线砸之间就能够平均的分配电压。
2.2.3用带关联的电阻开关
在变压器发生截流的时候，会将磁场转化为电能，电容的容量就会增加，如果采用了带关联的电阻开关将电阻并联就会使磁场的能量得到释放。主要操作就是在截流前将开关闭合，使与开关并联一起的电阻被短接；截流以后将开关断开，电势会在电感的作用下形成电流，就会将磁场能量不断的消弱。
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3母线系统谐振过电压问题以及防范措施
3.1母线系统谐振过电压产生原理
由于变压器或者电压互感器等等铁磁电感，并在分闸操作或者故障暂态的过程中，铁芯会出现一定的饱和作用，进而形成了谐振，这也是形成铁磁谐振最根本的原因。铁磁电感具有非线性的特征，其中铁芯的饱和程度决定了其大小，但是暂态状态中TV三相绕组所承受的电压幅值又决定了饱和程度，由此可见，电压越高就会导致铁芯更加饱和，而电感就会越小。通常母线系统产生的铁磁谐振有这些情况，串联铁磁谐振与并联铁磁谐振。
220kV变电站其中蕴含了很多系统，而实际操作的过程中，TV的非线性电感若是有足够的变化范围，就可能会存在出现串联谐振或者并联谐振的情况，进而产生过电压的问题。这类过电压具体表现情况有：电压互感器出现了异常的声音、电压互感器开口三角形电压出现升高的情况等等，这类过电压问题严重的时候可能会击穿系统的绝缘处，或者导致母线电压互感器过电流设备被损坏。
3.2控制措施
首先，注意操作步骤。当母线系统停电时，应先拉母线TV将开关有效隔离，接着拉母联断路装置，在送电时按照反向顺序进行操作，即由电源至母线升压过程中首先应闭合断路器，再进行升压。当完成升压后停电时，应首先将电压降低至0，而后拉断路器。当母线差动跳闸保护动作形成一条母线停电时，应及时将母联断路器或TV隔离开关拉开。
其次，注意改变运行方式。在电力相关的操作规章中，都会对母线系统的操作作出明确的规定。在倒闸操作过程中，相关操作人员要规范操作，尽力避免铁磁谐振的出现。一旦出现了铁磁谐振的情况，要尽可能的采取一定的措施破坏铁磁谐振现象的条件。
再次，操作中增加电容。通过外接电容、拉合母联等措施，有效的避开容易产生谐振的区域，通过增加电容的方式，增强操作的安全性与可行性。
最后，在倒闸操作过程中，断开开关后要及时对母线系统进行检查，查看系统电压值，当母线电压比感应电压的数值高，就要立即闭合母联开关。如果母线在停运了较长一段时间后发现出现谐振现象，则要保持母线系统停运的转台，同时使用一些不带电源的部件以便于消除谐振。
4注意的问题
220KV的变电站能够供城区的电能使用，包括了几种不同等级的电压，它的接地系统和中性点不接地系统是供电的重要形式，所以要重视几种操作形式。在设备的操作过程中要尽量避免过电压的产生，不管是谐振过电压还是操作过电压都会对设备以及人身安全产生影响。两种过电压是可以进行分析和防范的，通过采取相应的措施能够有效的避免过电压的发生。在22OKV变电站中很多设备都属于储能元件，在系统的运行中常会由于断路器的隔离开关在进行操作时，储能元件在特有的静电场中发生了能量的转换，所以平时要注意储能元件的各项参数。在对220KV变电站进行操作时最能引起过电压的就是投切空载变压器和空载母线，所以要采取相关的防范措施减少过电压的发生。
结束语：
总而言之，随着城市建设脚步的加快，电力系统的不断更新对电力的保护系统提出了更高的要求。为满足城市人口的供电需求，就要针对不同过电压情况采取对应的防范措施。要讲究科学、合理的基本原则，要重视绝缘配合可靠性与保护器自身的安全性。作为相关研究人员要针对当前过电压发生的原因进行深入的分析，并针对性提出改善措施，对于保障变电站安全稳定运行具有一定的现实意义。
参考文献：
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[2]陶雄武.220kV变电站运行操作中过电压的分析和防范[J].科技与企业，2014（12）
[3]温荣权.220kV变电站在运行操作过程中过电压的防范方法[J].科技与创新，2014（04）
论文作者:郭伟
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/31
标签：过电压论文; 谐振论文; 母线论文; 操作论文; 变电站论文; 电流论文; 变压器论文; 《电力设备》2019年第1期论文;