摘要：实践中，为有效防止220kv变电站操作与运行过程中出现严重的过电压问题，可采用投切空载变压器、空载母线等典型操作方法对其进行有效的分析，并在此基础上论述了有关空载变压器实际操作过电压、母线系统谐振电压加强产生的主要影响因素，同时还提出了一些通过缩减空载电流、变压器自身绕组电感和增大变压器上的寄生电容感等方式，来有效减少实际操作中的过电压问题，以供参考。
关键词：220kv变电站；运行操作；过电压
引言
变电站中的过电压现象主要是指在电力系统的运行中，出现电压的升高或者电位差升高的现象，对电路中的绝缘产生危害，变电站中的过电压主要有操作过电压以及谐振过电压两种。操作过电压主要是指在操作、故障过渡时所出现的持续时间较短的过电压。谐振过电压主要指的是在操作中或者故障所形成的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。在工程施工中，电力系统的接地网的接地电阻不能大于4欧，变电站从建设完成和后续的运行过程中，接地网在结构会产生较大的变化。
一、220kVV变电运行过程中的过电压问题分析
1、空载变压器操作过电压
变压器空载运行状态就是指在二次绕组开路的状态下，电源直接与变压器的一次绕组相连接，这时在一次绕组中就会产生电流，这种电流就是空载电流当切除空载变压器后，虽然空载电流的值不是很大，但是在断路器进行切断小电流的过程中，开关会出现很强的游离作用，若这时空载电流的值不为零，就会出现截流现象，就会使得变压器上产生过电压。可用图1所示的简化等值电路来说明这种过电压的发展过程。图中LT为变压器的激磁电感，CT为变压器绕组及连接线的对地电容。
2、谐振过电压
谐振过电压在电力系统中是一种比较常见的过电压形式。因现有220kV系统保护的相对完善，在这个等级的电力系统中，出现谐振过电压的情况是比较少的，但在一些比较特殊情况下，这种过电压的形式仍有可能被激发，比如在220kV变电站一次母线空载分合过程中，因载母线分合时产生的瞬间断口电容组成了一个谐振回路，在一次母线分合操作的过程中，电压互感器出现励磁特性饱和从而激发谐振回路产生谐振，在系统中产生谐振过电压。一次母线系统发生的铁磁谐振分为串联谐振和并联谐振，串联谐振发生在大电流接地系统中，而并联谐振发生在中性点不接地系统或小电流接地系统中。下文中具体探讨了3种不同的谐振过电压现象。
线性谐振过电压。线性谐振过电压是指由不带铁芯的电感元件或励磁特性接近于线性的带铁芯电感元件和系统中电容元件组成的谐振回路，在正弦电源的激励下，系统频率和电源频率相等或接近时，电力系统所产生的谐振现象造成系统电压异常升高。线性谐振过电压是电力系统中比较常见的一种过电压形式，出现的异常电压一般是系统额定电压的数倍。
铁磁谐振过电压。相对于线性谐振过电压来说，铁磁谐振过电压是由带有铁芯的电感元件和系统中电容元件组成的谐振回路，在一定的谐振条件下，系统所产生的谐振现象造成系统电压异常升高。铁磁谐振过电压可以是基波谐振，可以是分频谐振，也可以是高次谐波谐振，在电力系统中较常出现铁磁过电压的情况有变压器高压侧线圈对地短路、接有电磁式PT的空载母线等。铁磁过电压在电力系统中出现的范围也比较广，常见的330kV以下的电力系统中都可能出现，过电压的幅值一般不会超过2.5U，但是持续时间较长。
参数谐振过电压。由电感参数作周期性变化的电感元件和系统电容元件组成回路，当参数配合时，通过电感的周期性变化不断向谐振系统输送能量，造成参数谐振致使电力系统电压异常升高。
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二、空载变压器操作过电压的控制
1、变压器空载产生过电压的原理阐释
变压器的空载运行指的是变压器的电源与一次绕组相连接，当变压器处于空载状态的时候，一次绕组与电压在连接过程中会产生一定的电流，这种条件下形成的电流，即为空载电流。在运行中如果空载变压器被切除，由于空载变压器的电流较小，因此容易导致强制熄弧现象的出现，这种现象也称为“截流”。当产生这种现象时，会导致过电压的出现。
2、控制措施
首先，改善铁芯对空载电流有一定的降低作用。因为磁化电流、铁损电流共同组成空载电流，而磁化电流会产生一定的磁通，铁芯的损耗引起铁损电流，因此改善铁芯的质量，完善铁芯结构是降低由于铁芯损耗产生空载的主要措施。随着现代工艺的发展，铁芯可以采用现代冷轧晶粒代替传统的硅钢片的使用，在对变压器进行修检时，严格控制铁芯质量。
其次，使用纠结式绕组。由于220kV变压器主要是芯片变压器，在使用中如果将绕组的方式转变为纠结式，就能够有效增加寄生电容。纠结式绕组主是将绕组中的一个线匝直接与相邻的线匝进行连接，增加电容。通过这种方式，在过电压产生时，能够使起始电压的电流均匀的分布在各个线匝之间[3]。
再次，开关采用并联电阻的形式。在截流中产生的磁场能够转化为一定量的电能对电容进充电。这一工程中，开关与电阻如果处于并联状态，就能够释放电能。在截流前闭合开关，就能够短接开关并联电阻，之后再断开开关，消耗由于磁场而产生的电能。
三、母线系统谐振过电压的相应预防措施
1、使用倒闸操作
首先，在具体的实际操作过程中需要注意一些操作步骤，在母线运行状况不正常的状况出现时，此时控制母线隔离的相应开关需要马上关闭，然后母线的相应的断路器也需要马上关闭。因此，在母线进行送电操作时，上面关闭操作顺序则需要相应调转过来。如果母线电压有单独的电源提供时，此时断路器需要进行相应闭合操作，然后进行升压操作，在升压操作完成之后，此时电压需要降到零，最后，需要进行关闭断路器操作。如果由于母线异常状况导致系统开启差动保护模式时，这时需要关闭断路器的隔开开关，然后再进一步考虑需要采取的措施。当在母线上进行倒闸操作操作时，当改变运行方式时，当铁磁谐振状况发生时，此时需要改变接线的方式，同时为了阻止谐振情况的发生需要切断谐振回路的电源。但是运行方式的改变需要确保Xc/X1值是在谐振区间值0.01-3之外，同时避免在谐振区间内可以通过电容的增加、空载变压器的增加、电缆插入等等一系列方式来使系统中的电容值增大。最后，当进行倒母线操作时，在母线断开之后，此时需要检查母线上是不是还有电压，因此当现实电压大于感应电压时，此时母线开关需要进行相应断开，如果母线谐振是在母线停运了一段时间之后，此时母线需要在第一时间停运，这时候也还可以配置一个无电源的元器件，此时谐振现象能够有效地被消除。
2、技术装备
首先，系统参数需要理解透彻，在精确计算和检查励磁特性、电容等一系列参数之后，需要依据相应标准值来判断是不是在谐振范围区之内。经过实践操作证明，断路器的电容只需要控制在450PF下就不会让铁磁谐振产生，而当超过900PF时，不出意外一般都会出现铁磁谐振情况。因此设备的改进需要进一步实现，而同过使用电容式电压互感器时就能够避免上述情况的产生的。
四、总结
对变电站中过电压的控制应当依据不同的发生原因进行区分，选择具有针对性的操作措施进行控制。在对过电压的控制过程中，应注意对绝缘体的配合，增强设备的安全性。加强设备安全的主要方法是要对变电站过电压原因以及控制方法进行系统性的掌握，提高设备管理者自身的操作素质，从而为变电站的稳定高效运行提供技术保障。由于变电站的故障并不都是能够直接被排查出来的，因此在整个变电站控制过程中，都需要施工人员更加的细致与耐心。
参考文献
[1]胥望，肖辉耀，廖菁.220kV变电站运行操作过程中的过电压分析与防范[J].现代电力，2010，02：23～27.
[2]李莉.变电站过电压分析与防控[J].机电信息，2011，36：26～27.
[3]刘静.220kV变电站运行操作中的过电压分析与防范措施[J].中国电业（技术版），2012，04：2325.
论文作者:李昊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/23
标签：过电压论文; 谐振论文; 母线论文; 变压器论文; 电流论文; 操作论文; 变电站论文; 《基层建设》2019年第13期论文;