摘要：本文围绕变电站的母线，主要探讨了谐振过电压，对其进行了概述，分析了过电压的原因，以及过电压出现的现象，并且，研究了相应的预防措施。
关键词：变电站；谐振过电压；分析；处理
在电力系统中，变电站主要负责对电力能源进行传输、转换，以及分配等，一旦变电站的运行出现问题，整个电力系统都会受到影响，也会影响用户的供电，当变电站出现事故时，作为变电工作人员，需要准确做出正确的判断，及时的对故障进行控制、处理，找到事故的源头，避免对人身、设备造成威胁，及时的恢复供电。一旦变电站出现了事故，作为运维值班人员，一定要正确、快速的处理相关事宜，在五分钟内，将事故的概况进行汇报，然而，在现实的工作中，事故的汇报常常超出了所规定的时间，所以，为了提高变电站事故的处理效率，分析变电站谐振过电压具有重要的意义。
一、变电站谐振过电压的概述
在电力系统中，这几的内容很多，比如，电感、电容元件等，通过这些构件的组合，构成了相应的不同类型的振荡回路。如果开关操作、发生了故障，这些组合的回路中，很容易与外加的电源共同的作用，出现谐振的现象，且导致系统中的某些元件发生过电压问题。因为复杂的电感、电容电路，存在诸多的自振频率，并且，在电源中，往往具有诸多的谐波，由此得知，对于某部分的自振频率来说，如果与某一个电源的谐波频率处于相等、接近的时候，此时，这部分的电路就会发生谐振。在不同的电压等级、不同的结构电力系统中，可以出现不同的谐振过电压，根据其性质可以分为以下3种类型：
（1）线性谐振过电压。对于谐振回路来说，主要组成包括：不带铁芯的电感元件比如，输电线路的电感、变压器的漏感等，还有励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件，比如，消弧线圈，还有系统中的电容元件组成。
（2）铁磁谐振过电压。对于谐振回路来说，主要的组成包括：带铁芯的电感元件，例如：空载变压器以及电压互感器，还包括系统中的电容元件等，共同组成。由于铁芯电感元件发生了饱和现象，这就导致回路的电感参数属于非线性的，对于这种含有非线性电感元件的回路，当满足了相应的谐振条件的时候，就会出现铁磁谐振的现象。
（3）参数谐振过电压。因为电感参数的周期性的变，电感元件（凸极发电机的同步电抗的周期性变化处于Xd～Xq间）、系统电容元件，比如，空载线路，共同组成了回路。如果参数配合，根据电感的周期性变化，对谐振系统持续的输送了相应的能量，进而导致参数的谐振过电压。对于谐振来说，属于稳态的现象，并且，持续的时间比较长，一旦出现了这种过压问题，常常会导致严重的后果，例如：损害了电器设备的绝缘，因为过电流，烧毁了电力设备等，在很大程度上，严重影响了系统的稳定、安全地运行。由此可见，必须通过有效的措施，预防谐振的过电压问题。
二、变电站谐振过电压产生的原因
通过上述的操作过程、过电压现象来分析，基本上可以断定，导致过电压问题的根本原因为谐振。断路器采用了均压电容，因而在闭合断路器两侧隔离开关时，由于不利参数的配合，电磁式TV的某一相或几相的铁芯饱和与均压电容形成谐振回路，产生谐振过电压，若持续时间较长，可能造成设备损害事故。系统正常运行时。因为ωL>1/ωC处于感性的工作状态，所以，此时的电路是能发生谐振的，不过，在铁芯的两端，一旦起电压升高的很明显，在电感线圈中，就会出现涌流，铁芯很难能处于饱和状态，其感抗也会随之减小，甚至降低到ωL=1/ωC。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果具备了谐振条件，电感、电容的两端就会存在谐振过的电压，表现的形式既可以是单相、两相、三相对地电压，也可以是基波谐振、分次的谐波谐振以及高次的谐波谐振。因为铁磁元件的饱和效应，具有限制过电压幅值的能力，由于回路损耗，让谐振过电压遭到了阻尼、限制，当回路电阻大于一定的数值时，将不会出现很大的铁磁谐振过电压。由此可知，在电力系统中，通常，铁磁的谐振过电压只能出现在变压器的空载、轻载。若发生铁磁谐振时母线电压表指示有较高数值（最高过电压可达1.65～3倍额定电压），PT中过电流最高可达数倍额定电流，处理不及时，PT将很快过热烧坏，还会引发爆炸着火，从而出现了变电站的失压。
三、变电站母线的过电压现象
某变电站全站停电检修完毕后，恢复送电。运行人员按操作规程由110 kV线路给母线充电，对于这个时候的110 kV主接线，线路TV是1台的单相电容式的电压互感器。对于母线TV来说，作为了电磁式的电压互感器，157#、159#断路器未合。作为运行人员，如果闭合隔离开关之后，回到主控室准备闭合156断路器时，就会在控屏仪表盘的发现，其电压表显示的母线电压高于120 kV，还会听到从TV中发出了很大的声响，因此，应该马上中断操作，保证现场的正常工作。作为值班员，应该及时汇报给地调汇，地调应该发出检查设备的指令，确保设备的正常工作。通过地调运行人员的分析，之所以出现谐振问题，很可能是因为过电压导致的，马上要退出母线段TV，并且，闭合断路器后，然后，送一段TV，根据这样的操作流程，可以保证操作过程的顺利实施。
四、电网谐振过电压的防止措施
（一）改调整谐振回路参数
在中性点接地绝缘的系统中，电磁式TV引起的铁磁谐振过电压，其限制的措施如下：
（1）优先选用励磁特性饱和点较高的谐振型电压互感器。
（2）除了电源侧电压互感器高压侧中性点接地之外，对于其它的电压互感器的中性点，应尽量不接地。在同一系统中，减少高压侧的中性点接地的数量。
（3）采取临时的倒闸措施。如投入事先规定的某些线路或设备，改变回路参数。
（二）取掉均压电容
通过以上的分析，我们可知道，之所以产生谐振的容性，主要是因为156断路器中的均压电容，所以，取掉均压电容可消除谐振。不过，这样会导致断路器遮的断容量明显下降。如果发生了短路，阻碍了断路器的灭弧，因此，必须详细的计算，确保断路器遮断容量达到了要求，这样才可以卸下均压电容。
（三）改变操作顺序或运行方式
先退出母线的电压互感器，改变电容电感的回路参数，进行改变谐振的条件，最终消除谐振。站在经济实用的层面，调整的操作顺序，这种方式简单、高效，在上述的变电站，通过相应的操作方法，已经充分证明了其可行性。
结束语
在电力系统中，一旦出现了谐振过电压现象，就会对电力系统带来很大的危害，所以，作为运行人员，一定要高度重视这个问题，并且，应用有效的解决措施，做好防范，避免出现谐振过电压。
参考文献：
[1]周泽存.高电压技术[M].北京：中国电力出版社，1998：70-80.
[2]王世祯.电网调度运行技术[M].沈阳：东北大学出版社，1997：386-500.
论文作者:王佳
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/2
标签：过电压论文; 谐振论文; 变电站论文; 电感论文; 回路论文; 母线论文; 电压互感器论文; 《基层建设》2017年第36期论文;