贵州省遵义市乌江渡发电厂 563000
摘要：无论是人们日常的电力系统，还是水电厂的电力系统，对电压的承受力都是有限的。如果超出了电压的承受值，极易造成电气设备的故障出现，甚至导致大规模停电事故的出现，其重要性不言而喻。本文中，笔者首先阐述了过电压的基本内容，然后提出了几条如何保护水电厂电气一次设备过电压的策略，希望能够对今后的相关研究提供一定的参考依据。
关键词：水电厂；电气一次设备；过电压
0.引言
电力系统在日常的运行过程中，必须要保证其电压值的稳定，如果电压值不能保证稳定，会造成一系列问题。如电压值的异常升高，会导致电磁波动情况的出现，超过电力系统所能承受的电压极限，从而对电力设备产生破坏。所以，水电厂工作人员一定要认真分析导致电压值异常的原因，积极利用各种有效手段实现对电气一次设备过电压的保护。
1.过电压的基本内容
1.1过电压的概念
何为过电压？所谓过电压指的是超过正常工作一定幅度的电压，这个幅度有大有小，如果超过的幅度较小，那么对电气设备造成的伤害较低；反之，如果超过的幅度较大，那么将对电气设备造成严重损害[1]。
1.2过电压的类型
根据实践当中的情况，可以将过电压分为内部过电压和外部过电压两大类。首先，内部过电压。内部过电压通常是源自电气系统内部能量传递和转化，还可以进一步划分为谐振过电压、工频过电压、操作过电压等。其次，外部过电压。外部过电压通常都是因为自然因素造成的，比如雷雨天气时的放电现象。根据雷电的发展阶段，可以将外部过电压分为雷击过电压、感应过电压、流动波过电压。
1.3过电压的特点
（1）外部过电压方面，过电压的大小是由雷击程度决定的，也就是说雷电的强度越大，过电压的数值就越大，二者之间是一种正比例关系，但是需要注意的是，电气设备的等级和过电压的大小不产生联系[2]。
（2）内部过电压中的谐振过电压，因为该过电压可以直接伤害中低压电网，导致运行出现异常，会产生极大危害，并且因为该过电压具有时间长的特点，导致维修工作难以进行，所以水电厂的电气工人一定要将谐振过电压造成的危害降低到最低。当前，针对谐振过电压的处理，通常都是在设计电路的过程中预测其出现问题可能造成的危害，也就是提前做好相关准备，水电厂可以从这方面着手。
（3）内部过电压中的操作过电压，该过电压具有突发性、偶然性、暂时性、难以控制的特点，从名称上不难看出，导致操作过电压情况的出现，主要是人为操作，工作人员在进行操作的时候，尤其是在开关操作的时候因为自身的原因导致问题的出现，进而造成操作过电压现象的出现。在某些特殊条件下，操作过电压的数值会成倍增长。
（4）内部过电压中的工频过电压，一般出现在具有一定长度的电气电路中，主要是由于电容效应和电网运行发生变化导致的。在对电气设备造成的伤害方面，工频过电压总体而言要比谐振过电压和操作过电压造成的伤害小，但是该过电压的持续时间较长，随着时间的推移，往往也会引发严重后果。
2.水电厂电气一次设备过电压保护措施
由于电气一次设备过电压会产生严重危害，所以必须采取有效措施对其进行保护，保证其在日常的工作过程中能够正常运行。这就要求水电厂的电气工人要对电气一次设备的结构有着非常详细的了解。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆下面，笔者在参考相关文献资料的基础上，结合自身的实践经验，对水电厂一次设备过电压保护提出几点建议，具体情况如下：
2.1励磁变压器
在各种过电压保护器中，无间隙避雷器的使用较为普遍，针对励磁变压器的保护应当从多个方面加以考虑：（1）氧化锌的电阻能力，如果一切正常，氧化锌的电阻不会导通，还会发生连续性不高动作，避免非线性电阻老化情况的出现，最终造成线路短路[3]。当然，非线性电阻的吸收能力也不是无限大，100MHz的连续过压是其最大吸收值。（2）通常而言，一般的避雷器对励磁变压器的保护效果不是非常明显，究其原因是一般避雷针的绝缘程度不高导致的。过电压产生的时候会对绝缘部分造成传统效果，从而直接伤及励磁变压器，这也就说明了为何一般的避雷器在保护励磁变压器方面无法起到明显作用。所以，必须要对相关参数进行适当调整。（3）就100MHz幻想过电压而言，通过组容器的利用给予它一定的阻碍，减轻其最终产生的伤害，这种目标的实现是基于组容器不会发生老化这一特性。在特殊环境下，组容器的内部侧绕组会发生过电压现象，二极管向电容充电，通过缓冲的方式削弱了过电压的冲击[4]。
2.2 放电间隙
在间隙保护方面，一般以装置简单的防雷装置形式对电气一次设备过电压进行保护。利用该保护装置进行保护的时候，首先要在装置上加以考虑。该保护装置通常是由两个金属电极组合而成，其中一头连接带电导线并固定在绝缘子上，将另一头穿过辅助间隙与接地装置相连，两个电极之间保持好一定的空隙距离。该保护装置的构成并不复杂，组装起来难度不大，并且在实际的维护过程中也比较简单，如果硬要指出该保护装置缺点的话，难进行自行灭弧算一个。
一般情况下，间隙保护装置的结构可以分为三种类型：棒形、球形和角形。第一，棒形的间隙保护装置。该类型的保护装置具有非常陡的伏秒特性，与其他设备的绝缘要求达到完美配合[5]。第二，球形的间隙保护装置。该类型的保护装置在伏秒特性方面与其他两种类型的保护装置相比要平坦很多，保护性能也比较突出，它最大的缺点就是端头极易发生烧伤，一旦发生烧伤将会导致电极之间的间隙距离加大，进而对动作的准确性造成影响。第三，角形的间隙保护装置。该保护装置是上述两种保护装置的综合体，既没有明显的优点，也没有突出的缺点，综合了棒形和球形两种保护装置的优缺点，这也是为什么近些年来该保护装置在过电压保护领域中为什么应用的如此广泛的原因。
2.3 出线过电压
针对出线过电压的电气一次设备保护，通常情况下可以有两装置选择，一种是采用GIS配电器，另一种是采用AIS配电器。
首先，GIS配电器。在架空线路长度的要求上，连接GIS的架空线路的长度必须要在2000m以上才符合要求，在出现连接部位一定要装置避雷器，不过工作人员需要注意的是，母线上一定不能安装避雷器。针对110KV和220KV的常规电压，应当将电缆段和架空线路同金属避雷器相连，而另一端则与地面相连。如果电缆是单芯或者三芯，一样需要采取有效措施确保GIS金属外壳接地。
其次AIS配电器。AIS配电器一般应用于保护35KV至220KV架空线路的保护中，出线处于变电站内装置避雷器。如果没有变电站，那么可以安装在出线段的终端搭配之上。同样需要注意的是，母线上切忌安装避雷器装置，除非在特殊情况下才允许安装。另外，在接地方面，AIS电缆金属外皮同样需要进行接地保护。
3.结语
总而言之，随着社会经济的快速发展，社会生产和人们生活的用电需求不断增加，缺少了电能的支持，很多生产和工作的完成将不现实。对于水电厂而言，电气一次设备是保证其发电、配电和输电的关键装置，如果运行过程中出现异常将会导致严重的后果出现，甚至大面积停电情况的出现。所以，水电厂一定要在分析电气一次设备过电压的基础上，根据自身的实际情况，给予电气一次设备有效保护，确保电气设备的安全和长期运行，促进水电厂经济利益和社会效益的实现。
参考文献
[1]王久建.水电厂电气一次设备过电压保护措施探讨[J].黑龙江科技信息，2016，24（23）：251-251.
[2]苏瑞林.试论水电厂电气一次设备过电压保护措施[J].无线互联科技，2015，36（20）：133-134.
[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，2015，12（07）：179-179.
[4]郭翔.水电厂电气一次设备过电压保护措施探讨[J].通讯世界，2014，24（14）：51-52.
[5]曹俊涛，许杨.水电厂电气一次设备过电压保护措施研究分析[J].科技创新与应用，2014，12（01）：175-175.
[6]吴德明，邓鹏程.水电厂电气一次设备过电压保护措施探讨[J].华中电力，2014，12（05）：25-27.
论文作者:项辉
论文发表刊物:《电力技术》2017年第2期
论文发表时间:2017/6/28
标签：过电压论文; 水电厂论文; 电气论文; 设备论文; 保护装置论文; 避雷器论文; 间隙论文; 《电力技术》2017年第2期论文;