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。由此可能引发一系列问题：降低电气设备的使用寿命，引发大面积的突然断电，对水电厂 工作人员生命财产安全造成重大威胁，严重影响市民正常的生产生活。
关键词：电气；一次设备；过电压；保护；措施；分析
引言：通常情况下，水电厂为了防止过电压问题的发生，促使电力系统的正常运行，通常都会从内部和雷电两个方面地防范工作而入手， 这样就能够具体分析出过电压产生的具体原因，并针对这一问题，采取有针对性打扰改善对策，从而避免电气一次设备受到更大的损害。 那么，这就需要水电厂管理者必须高度重视这一问题，加强做好电气一次设备的日常养护工作，并对容易发生过电压的部位，事先作出防 范性措施，尽可能将过电压产生的影响降到最低，以此来保证电气设备的可靠运行。以此，本文就结合某水电厂运行状况，对水电厂电气 一次设备过电压问题进行了探析，并提出了相关的保护措施。
1.过电压产生的原因
1.1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。
1.2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。
1.3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。
1.4发电机的中心点原因
水电厂都是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。
2.过电压的概念
过电压就是指在超过正常电压的电压升高，这是在特定的情况下进行的，电力系统会采取一定的措施自动的进行断电，不会损坏到设备。 过电压根据电压升高的地方和方式不同分为两种：内部过电压，此过电压是因为电力系统所产生的内部能量在电力系统运行的时候转化或 者是传递而产生的；外部过电压，是由于雷云放电引起的过电压。内部电压又包括操作过电压和谐振过电压，顾名思义，操作过电压就是 因为操作问题而引起的，这个事故的发生具有偶然性，而且发生的时间也非常的短暂。外部电压由于是因为雷电产生的，因此可以根据雷 电的形成过程分为雷击、感应雷击和流动波这三种电压。虽然过电压产生的时候电力系统会自行断电，但是如果长期的产生过电压造成大 面积突然停电就会危及到电气设备，因此在进行电气一次设备的保护时一定要做好防备。
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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
一是保护出线设备，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。二是为形成多重保护，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设备内部过电压保护措施
一是防止负荷突变过电压在实际操作过程中，突发事故很容易导致电压突然升高，从而引起电气设备过电压，因此，做好突发事故的预备 处理方案非常关键。首先应该在电机侧装设励磁系统，以控制电枢反应；同时，还要运用限制空载线路来科学有效的控制长线路电容效应 。两种方法协同作用，可以有效减小或避免突发事故带来的负面影响。二是防止负荷突变过电压在实际操作过程中，由于部分电气设备老 化或其他因素，接地故障也很常见。在水电厂的电力系统中，尤其以单相接地为主要形式的接地故障最容易引发事故，所以一般水电厂会 根据实际情况，通过数据计算，并参考单相接地时的正常相过电压值，设定合适的避雷设备灭弧电压。通常情况下，水电站会以单相接地 时，避雷器的直接接地的相电压应该是正常电压的0.8倍，这样可以保证避雷针在低于正常电压下工作，有效提高避雷针和其他电气设备的 使用寿命。
4.实例分析
4.1水电站简介
位于内蒙古呼和浩特市的某水电站碾，年发电量可增加到70.2亿k W•h，可以保证全市正常的生产生活用电需求。改水电站结合自身特殊的 地理位置和厂区建筑结构和电气设备，采取了以下几种措施来进行电气一次设备过电压保护。
4.2出线设备的保护
该水电站通过试验分析，改用架空地线的方式来架设三长线，以此降低线路雷击次数，从而可以降低或避免雷电击中电路的几率，与此同 时，这种架设方式还可以降低绝缘子闪络次数，这样可以降低因为雷击引发的线路跳闸次数。结合该水电站的的地理位置和常年的天气规 律，在厂区的高建筑物架设多个避雷针，避雷针与全厂接地电网相连，多重保护，从而避免电气设备被雷击。
4.3发电机中性的主要特点
该水电站的发电机采用变压器的接地方式，接地的设备的变比为15.85/0.183，其中二次侧电阻为0.1Ω。在保证接地设备的电压不超过额 定电压的情况下，可以降低发电机的绝缘性，从而有效地提高发电机的工作效率，也能有效实现发电机的过电压保护。
总结：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。为防止水电厂电气一次设备过电压现象 ，而导致严重安全事故的产生，本文从水电厂电气设备入手，简要介绍过电压种类，并分析产生过电压的主要原因，并以此重点探讨分析 电气一次设备过电压保护措施，为水电厂的相应问题提供一定的借鉴作用。
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论文作者:邢剑锐,陈凯
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/9
标签：过电压论文; 水电厂论文; 设备论文; 电压论文; 电气论文; 雷电论文; 保护措施论文; 《电力设备》2018年第12期论文;