郑加兵
（玉环市宏盛电气安装有限公司运维服务分公司 浙江省台州市玉环市 317600）
摘要：普遍来说现代电气系统的正常运行，需要有稳定的电压值作为支撑。但基于多方面影响因素的干扰下，电压可能会出现异常升高的现象。此现象会产生相应的电磁波动，使电力系统的承压极限被突破，最终导致电气设备的损害。在以往的电气系统当中，上述现象十分常见。其虽然与设备本身的工作状态有一定联系，但电压过高才是引发此现象的根源因素，所以应当对此进行相应的防护。
关键词：电气一次设备；过电压；保护方案
一、外过电压和内过电压的危害
1.1外过电压和内过电压
过电压即为电气系统正常工作的电压超过了自身的承压极限。当出现此现象时，就会对电气设备造成不同程度的损伤。基于大部分情况来说，此类现象往往不会出现太大程度的超出，所以对电气设备造成的损伤程度较小，需要经过一段时间的发展才会明显表现出来。而对此程度的损伤进行防护也相对简单，只需要通过正常维护工作即可避免此影响。但在少部分情况下，其超出承压的电压值较高，容易对设备造成毁灭性的损坏，并且可能威胁到周边工作人员的安全，所以需要对此进行重视。
理论上过电压被分为外部、内部两个部分，外部的过电压多数是因为自然因素的干扰而产生，例如自然雷电等等。此类现象相对少见。而内部的过电压即为电气系统内部能量的一种变化，常出现例如谐振过电压、操作过电压、工频过电压的现象。其中谐振过电压的危害最高，很容易对电气设备造成毁灭性的损害；操作过电压现象出现相对较少，其原因在于操作上的失误，出现后的持续时间也相对短暂，危害程度较为不稳定；工频过电压则属于电容效应等原因变化而产生的过电压现象，在危害程度上较小，但也不容忽视。
1.2过电压的危害
无论是哪一种形式的过电压，都能够引起电气一次设备的极大损害。严重的甚至危及到整个电网系统的正常运行，影响到供电的安全性能和供电质量。内过电压会带来电气设备的故障，导致电气设备不能有效地发挥其功能。必须进行更换才能保证电网系统的安全、平稳运用，这就使电力企业的经济效益受到了一定程度的影响。而且严重的内过电压还可能导致电网系统断电，影响到了用电客户的正常生产和生活，造成不可估量的损失。如果为了进行过电压保护，对电气一次设备的绝缘度提出很高的要求，又会增加电力企业对于电网建设的投资。总而言之，由过电压所造成的危害是多方面的，同时也是十分严重的。因此，必须高度重视电力设备的过电压问题，在进行电气一次设备的设计时，力求通过科学的设计降低过电压所造成的危害程度。
二、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电厂电力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，应做为过电压保护措施的重点对象。在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，会影响电网路线，尤其是出现雷电情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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
当主变压器侧断路器存在开断空载现象这种情况时，就会伴有断路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。
三、电气一次设备过电压保护设计所应遵循的原则
在进行电气一次设备的过电压保护设计时，需要根据下面几项原则来进行：1）电气一次设备的过电压保护设计不仅要考虑外过电压的保护问题，更应当考虑内过电压的保护问题。在电网系统的运行过程中，电气设备需要承受在一定范围内的常态过电压，因此为了保护电网设备在常态过电压中不受到损害，应当更加注重这方面的设计；2）因为工频过电压不仅影响着操作过电压的水平，而且还对出线电气设备的额定电压有着直接的影响，从而决定着电气设备的绝缘水平以及出线断路器的电阻热通量。因此，对于外送线路工频过电压的水平需要通过准确的计算进行科学的分析；3）在电气一次设备过电压保护设计时，需要妥善解决各项技术参数的矛盾，使得电气一次设备的过电压水平不低于避雷器等装置的保护水平；4）在进行设计时，为了防止谐振过电压的出现，需要正确的处理电容器、电抗器的参数组合。
四、电气一次设备过电压保护设计
4.1输电线路过电压保护设计
在计算输电线路工频过电压的过程中，应当充分考虑到在常态下由两相接地故障、单相永久接地故障等对于线路可能产生的作用。可以通过降低机组的运行电压、设置远跳对侧开关、机组进相运行等方式进行过电压保护。
4.2出线设备的过电压防护设计
为了降低电气设备遭遇雷击的可能性，避免电网系统出现跳闸的情况，应当采取架空地线的设计方案，在出线设备上装置避雷器等保护装置。同时，在电缆的连接方面，户外终端可以通过金属保护套，经由氧化锌电阻进行接地设计，而户内终端更为简单，可以直接利用接地连接箱实现接地。
4.3电压保护设计
使用SSP系列变压器作为主变压器。SSP系列变压器的高压绕组雷电冲击的绝缘水平为1550kV，低压绕组雷电冲击的绝缘水平为125kV，高压操作绕组冲击的绝缘水平为1175kV。同时，主变压器的高压侧中性点进行直接接地的设计，为了避免低压侧遭受雷击的现象，还应当设置避雷器等保护装置。这种设计方案的性价比比较高，不仅能够满足电气设备的安全性要求，还经济实惠，能够有效地控制工程造价。
4.4出口断路器过电压保护设计
为了避免断路器出现操作过电压，增强断路器的灭弧能力，在发电机两端需要以并联的方式连接电容器。此外，为了保护变压器高压侧不受过电压损害，需要设置大容量高压限流熔断组合保护装置。这样能够很好地保护电气设备的绝缘性，有效的增强断路器的灭弧能力。
五、结语
人们生活质量水平不断进步的同时，对电力有着越来越高的需求。在电力运行系统中，电气一次设备只是其中一小部分，但是电气一次设备出现问题时，对整个电力系统的危害却是很大的，严重时还可能危害到生命安全。所以对电气一次设备的保护是非常重要的，要想保护好就需要让设计人员做好设计工作，同时运维人员提高警惕，只有这样才能减少发生事故的可能。
参考文献：
[1]张文霞.电气一次设备过电压保护方案分析与研究[J].信息系统工程，2017（12）：33.
[2]闫永平.电气一次设备过电压保护问题分析[J].工业c，2016（4）：00248~00249.
[3]刘颖川.电气一次设备过电压保护问题分析[J].低碳世界，2015（23）：82~83.
论文作者:郑加兵
论文发表刊物:《云南电业》2019年6期
论文发表时间:2019/11/28
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