（广西广信电力设计有限公司 广西南宁 530022）
摘要：随着我国经济的不断发展，工农业生产不断加快，导致了国民用电量的不断激增，加之我国交通、水利、电力等基础设施的建设工作的不断推进，致使水电厂生产压力不断增大。但是过电压问题的出现经常会对设备产生影响，如果对出现的过电压不加以重视和防护，就可能将电气设备的绝缘击穿、电气元器件击穿，损坏电气设备，从而威胁安全与生产。基于此，文章就电气一次设备过电压保护问题进行分析。
关键词：电气一次设备；过电压保护；问题
1.过电压的概述
过电压就是指的是当电压超过合理的范围，并且对电力设备保护系统的绝缘性产生一定的损坏。而一般情况下，这种过电压现象主要包括两种类型，一种为内部过电压，另一种为外部过电压。在目前的电力系统在实际的运行过程中，电弧接地是一种比较常见的过电压，其一般所持续的时间较长，而且会产生比较激烈的振荡。此时的电容参数与电压指也会发生一定的改变，这种变化也被称之为谐振过电压。与此同时，由于电气一次设备经常由于一些客观原因的影响，从而导致损坏问题的出现，并最终导致过电压问题的产生，严重情况下还会引发安全隐患，造成人员伤亡、以及企业重大的经济损失，由此，我们可以看出，加强对水电厂电气一次设备过电压的保护措施是非常至关重要的趋势。只有这样，才能确保整个电气系统高效稳定的运行，促使水电厂各项生产活动的正常开展。
2.过电压产生的原因
2.1电力外输线路原因
远距离高压专用输电线路是许多水电厂店里外输线路的主要方式，这种输电方式由于输电路程远，情况较为复杂，应作为过电压保护措施的重点对象。在水电厂实际运行操作中，发电机容易产生励磁现象，由物理学相关理论可知，励磁现象会导致电磁的扰动，从而容易使电气设备形成过电压。此外，由于各种因素（电容效应、不对称接地等），输电线路的空长线在输电的过程中也可能形成过电压。
2.2出线设备原因
风雨雷电等极端自然现象是形成外部过电压的主要因素，在实际工作中很大程度上，会影响水电厂的电网路线，尤其是出现雷电情况。因为雷电是直接可以和输电线路接触的，这样很可能引起电力系统发生跳闸现象，从而严重的影响到输电线路。
2.3主变压器原因
主变压器侧断路器存在的开断空载现象是水电厂经常会出现的问题，在这种情况下，就会伴有断流器切断微弱电流的情况发生，根据物理学的相关原理与公式可知，当磁场能量完全转化为电能时，绕组上的电容电压会呈最大值，通常情况下，过电压与主变励磁及绕组电压成正比，也就是说，绕组和主变励磁很大程度上影响着电压值的高低，因此主变压器也是过电压产生的原因之一。
2.4发电机的中心点原因
将一个高电阻接变压器上连接发电机的中性点，然后再将分别这两个设备接地使用。变压器的变比值相对较高，可以阻止电气设备发生过电压过高的现象，这样就可以将发电机中性点的绝缘压力降低；与此同时，有的工厂会通过变压器减少电压值的变化幅度，来避免谐振过电压的产生，然而这种措施很可能由于电气设备存在绝缘地带，而对使用寿命带来极大影响。
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3.电气一次设备过电压保护措施
3.1防设备雷击过电压的保护措施
由于雷电是产生外部过电压的主要原因，因此很多水电厂通过以下两种方式来避免：（1）保护出线设备，水电厂通过架空的方式来架设出线设备，这样做的原理是，通过降低雷电直接击中线路中绝缘子闪络的次数，从而降低雷电击中线路的概率，从而减少电气设备跳闸的几率，这样就可以尽可能避免电气设备的过电压。雷电击中高建筑物的概率，与以下几项参数密切相关：杆塔高度和形状、接地电阻。因此水电厂在架空出线时，会经过试验分析，选用合适的塔杆接地，从而科学有效的减小因雷电形成过电压的破坏程度。（2）为形成多重保护，水电厂还互铺设其他防雷保护装置，主要的避雷装置包括电容器组、防雷接地、保护间隙、GIS设备等，通过这些保护措施，也可以有效降低过电压产生的损失。
3.2使用电涌保护器（SHD）
电涌保护器，又称过电压保护器，目的在于限制瞬态过电压和分走电涌电流。它至少包含有一非线性元件。它可以是单个非线性元件加工成的保护模块，可以是由多个非线性元件的组合，也可以是线性元件和非线性元件的多功能集合体，将过电压限制到指定的水平，或者为系统提供等电位，又称“保持器”。
电源线路SPD，根据用途，有用于暴露环境孤立建筑物引入电源线路的直击雷电过电压防护，有用于城镇建筑群低压电力线的感应过电压防护。防过电流装置，有可恢复和不可恢复两种。220/380V电源线路雷击过电压防护的SPD，属可恢复类型。
3.3加强对浪涌的防治
①选用设计安装有压敏限幅型元件的设备，它可以限制浪涌过电压，对耐冲击电压水平较高的电气设备的防护效果比较好。②加强对低压设备的防护，设备内部的二次侧负载与电源间都串入隔离变压器，除提供安全电压外，还可以隔绝高频尖峰干扰，保证次级电压电位的变动小。③引用吸收法，设备用吸波器件将浪涌尖峰干扰电压吸收掉，减少对电网线路的影响。大功率控制设备内都安装有吸波器件装置，对真空接触器产生的过电压有较好的抑制作用。④加强设备的绝缘。如手持式的设备在把手上加一层绝缘套，以形成双重保护防止过电压产生对人体的危害。
3.4励磁变压器的应用
过电压保护器一般为无间隙避雷器，针对励磁变压器的保护需要考虑多个问题。
变压器的继电保护配置中差动保护尤为重要，其运行原理简单且具有灵敏度和速动性高的特点，能有效的对电路进行保护。但是在实际的应用中，变压器的差动保护常常受到励磁涌流的干扰而失效，无法对电路起到有效的保护作用，从而造成电路运行发生故障，最终影响电力系统的正常运行，对整个电力系统造成严重的经济损失。在变压器处在正常状态中时，励磁阻抗很大，且保持基本不变，此时处于磁化曲线变化的线性阶段，变压器内部的电流很小，连其额定电流的百分之一都很难达到。但是当变压器内部发生空投故障或者当变压器外部电流短路故障修复好恢复正常运行的短时间内，由于变压器内部电路磁通不会发生瞬时的变化，导电路中出现暂时性的磁通分量，在剩磁的作用下形成饱和电流，又因为变压器的电压具有周期变化性，在电压交替变化的过程中，变压器一直交替进入或者退出饱和区，在变压器进入饱和区时，就会出现励磁涌流，此时变压器内部的阻抗很小，其电流强度可达到变压器额定电流的倍到10倍，从而导致变压器内部损坏，最终对整个电路造成影响。
当前，对于100MHz幻想过电压，通常是使用组容器来为其造成一定的阻碍，限制其最终造成的伤害，这也是参考了阻容器是少数不会发生老化现象的限制性设备这一优越性而做出的选择。
综上所述，随着国民经济的不断发展，我国年用电量日益增加，这对水电厂的生产提出了更高的要求。所以，针对复杂多样的过电压类型，需要采取合适的措施进行保护。只有为电气一次设备提供平稳的工作电压，才能尽可能少的损耗其寿命，从而保证电气设备的长期运行。
参考文献：
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[2]张洋海.线路避雷器的选型与应用[J].科技资讯，2016，35：57+59.
论文作者:黄著杰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/25
标签：过电压论文; 变压器论文; 水电厂论文; 设备论文; 电压论文; 线路论文; 雷电论文; 《电力设备》2017年第25期论文;