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摘要：电力系统中普遍存在过电压情况，过电压一旦发生，往往造成电气设备的损害和停电事故，采用完善的过电压保护措施来保障水电厂的安全可靠运行至关重要。
关键词：水电厂；电气设备；过电压；保护
电力系统运行过程中过电压是一种较为常见的现象，过电压会对水电厂电气设备产生严重影响，导致电气设备损坏、事故发生，甚至会对工作人员的安全造成严重的威胁。
1电力系统过电压特点
不同类型的过电压具有不同的特点，因此需要分别从不同的方面来进行分析。
1.1大气过电压
出现大气过电压的现象主要是由于气候条件引起的，主要是电力线路受到雷击之后会产生较强的冲击力，而且雷击的程度越强，出现过电压量也就越大。需要注意的是，过电压与电气设备的自身等级没有任何关系。
1.2工频过电压
对于工频过电压来说，其特点较为明显，主要产生在较长的电气线路中，电容效应或者是电网的运行方式发生了变化而引起的。这种过电压持续的时间会相对较长，但是过电压的倍数也不高。对于绝缘的设备来说，不会产生较大的危险性，但是在超高压的状态或者是进行远距离输电工作时就会产生较为直接的影响。
1.3操作过电压
所谓的操作过电压就是在电网运行的过程中，进行开关操作而引起的过电压现象。没有任何的规律性可言，因此对这种过电压进行控制具有一定的难度。通常在最不利的条件下，过电压的倍数会越高。
2部分水电厂电气设备的过电压保护
2.1励磁变压器
励磁变压器的过电压保护器一般采用无间隙避雷器，针对励磁变压器的保护需要考虑多个问题。首先是氧化锌的电阻能力，在一般情况下，氧化锌的电阻不会导通，也会发生连续性动作，以免使非线性电阻发生老化，从而导致短路。非线性电阻的吸收能力也有限，100MHz的连续过电压即为最高吸收限度。
其次是氧化锌对于多数过电压的吸收，国家制定了相关的标准和规范对励磁变压器的过电压保护进行控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般的避雷器对于励磁变压器的保护效果是非常有限的，这是由于普通避雷器的绝缘水平较低，在产生过电压时会对绝缘部分造成破坏，从而直接伤及励磁变压器。若要行以有效的保护，则需要调整参数。
当前，对于100MHz的过电压，通常是使用阻容吸收装置来限制其危害，这也是考虑了阻容吸收装置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。组容吸收装置在特殊条件下，其里侧绕组发生过电压现象，二极管向电容充电，通过缓冲方式削弱了过电压的冲击。待过电压现象减弱时，电容将电荷释放至电阻，以便下一次过电压来临时做再次吸收。
2.2放电间隙
放电间隙一般用于变压器中性点过电压保护，一般是由2个金属电极组合而成，一头连接带电导线并固定于绝缘子上，另一头穿过辅助间隙连接至接地装置，2个电极之间具有一定的间隙距离。这种保护装置的构造非常简单，维护起来没有难度，唯一的缺点是很难进行自行灭弧。保护装置的间歇结构有三种：棒形、球形、角形。三种形状的结构各有各的优点和缺点。棒形具有非常陡的伏秒特性，很难与设备的绝缘要求达成完美的配合；球形虽然伏秒特性比其他二者都要平坦的多，保护性能也不差，但是就端头易发生烧伤这一缺点上，与棒形一样的明显，一旦发生烧伤后，电极之间的间歇距离就会扩大，从而影响动作准确性。相对这两种形状的保护装置，角形综合了二者的优点同时有没有二者的明显缺点，近年来于过电压防护领域中有了比较广泛的应用。
2.3出线过电压保护
2.3.1GIS配电装置出线过电压保护配置
对于连接GIS管道的架空线路，其进线段保护长度应不小于2km。220kV及以下GIS配电装置架空线路的出线连接处，应装设出线侧避雷器F1，母线上不安装母线避雷器。220kV及以下GIS配电装置的电缆或混合出线的过电压保护。220kV、110kV进线有电缆段的GIS变电所，在电缆段与架空线路的连接处应装设金属氧化物避雷器（FMO1），其接地端应与电缆的金属外皮连接。对三芯电缆，末端的金属外皮应与GIS管道金属外壳连接接地；对单芯电缆，应经金属氧化物电缆护层保护器（FC）接地。电缆末端至变压器或GIS 一次回路的任何电气部分间的最大电气距离不超过130米或虽超过。对连接电缆段的2km架空线路应架设避雷线作为进线段保护。35kV及以下进线有电缆段的GIS变电所，在电缆段与架空线路的连接处应装设金属氧化物避雷器（FMO1），其接地端应与电缆的金属外皮连接。若电缆末端至变压器或GIS一次回路的任何电气部分间的最大电气距离不超过50米。进线全长为电缆的GIS变电站连接处是否需装设金属氧化物避雷器，应视电缆另一端有无雷电过电压波侵入的可能，经校验确定。220kV及以下GIS配电装置的出线侧避雷器宜安装在GIS外部。
2.3.2AIS配电装置出线过电压保护配置
对于35kV～220kV架空线路，应有进线段保护，新建35kV～220kV变电站出线应装设出线侧避雷器，出线侧避雷器的安装位置应选择在变电站内。现有35kV～220kV变电站出线应加装出线侧避雷器，出线侧避雷器的安装位置宜选择在变电站内（支架上、门型构架上），若无条件，可选择安装在出线终端塔上。
若变电站全部出线都配置了避雷器，母线上可不安装避雷器，但应校核极端运行方式（如一线一变）下的保护距离，不满足要求时，应安装母线避雷器。220kV及以下架空线路与电缆混合线路，在电缆与架空线的连接处应装设避雷器F1，其接地端应与电缆金属外皮连接。对单芯电缆，金属外皮应经电缆护层保护器Fc接地，对三芯电缆，两端的金属外皮应直接接地。若电缆长度超过50m时，应在变电站侧的电缆终端装设避雷器F2（长电缆经校核雷冲击波衰减满足绝缘配置要求的，可不装设F2）。
3结语
综上所述，电气设备是水电厂的重要组成部分，对于水电厂运行的可靠性和安全性有重大影响，其中存在的过电压问题会产生巨大的破坏作用，因此，加强对水电厂电气设备的过电压保护刻不容缓。相关的设计人员一定要严格遵守电气设备过电压保护原则进行设计工作，做好各个环节的设计，保证细节处的合理性，只有这样才能提高水电厂运行的可靠性，保证电力系统安全、稳定、持续运行。
参考文献
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[3]韩春辉.试论水电厂电气一次设备过电压保护措施[J].科技与企业，2015，（7）：179.
论文作者:张李
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/11
标签：过电压论文; 避雷器论文; 电缆论文; 水电厂论文; 电气设备论文; 变压器论文; 金属论文; 《建筑学研究前沿》2018年第30期论文;