摘要：随着经济的发展，我国在电网技术方面也取得较大成果，居民和商业对于电量的需求也加大，220kV是我国运行的主电站，但是变电运行过程中经常会发生过电压的现象，比较频繁发生的是操作过电压和谐振电压的现象，它们都会对设备甚至是人体产生威胁，本文通过对空载投切的操作过电压和母线的谐振电压原因的分析，并提出合理的应对措施，希望对相关工作人员有一定的参考性。
关键词：变电；操作过电压；谐振电压；母线；空载投切
在城市的大电量供应下，220kV作为主流供电站，在运行过程中难免会出现过电压的现象，过电压就是指电网在运行过程中由于电压过大而发生的隐患、故障等问题，电网的运行超过该系统负荷，电压会出现异常升高。一旦出现电压异常，影响居民的正常供电，给生活带来不便，对商业也会造成损失，电压过大容易对设备产生损坏，还会影响到人身安全，因此有必要对电压过大的原因进行分析，采取预防措施以避免更大的损失，另一方面也是为了方便工作人员的工作，避免困难和复杂的开展相关工作，对电网系统来说，可以降低运营成本，提高电网的安全性和稳定性，给居民的日常供电提供一定的保障。
一、空载投切产生的操作过电压
1.原因
变压器的空载运行就是指一次绕阻接电源，二次绕阻开路的情况，空载变压器在正常运行的情况下是与激磁电感相似的，有研究数据显示，开关处的电流通常是在线路电流显示为零时会自动熄灭，如果是电量小的情况下，电弧也会自动熄灭，综上可以推断出电量在过零时会被系统断开，出现截流的情况。电压器在空载的情况下电流是非常小的，一般会是几安或者几十安，所以在变压器空载切除时通常会出现截流现象。
2.措施
2.1减小空载电流既然截流现象是由于变压器空载运行产生的，就可以从空载电流的情况入手。空载电流是有磁化和铁损两种电流组成的，其中，铁损电流是空载电流的主要部分，它的大小能够对空载电流造成直接的影响，铁损电流又是受到电线内部铁芯的影响，所以，铁损电流的优化措施之一就是改善内部铁芯，选择更好的材料。在实际的运用中，工作人员也会根据具体情况对铁芯进行选择，一般都是采用高质量的铁芯，从根本上避免工作的重复性和电网的损失，从而有效的降低铁损电流，变压器的空载电流也随之减小，除此之外，管理人员还要安排工作人员轮流定期对变压器的铁芯进行检查，是否受到外部环境的侵蚀，以确保铁芯的运行稳定性。
2.2对变压器的绕阻方式适当调整。一般说来，变压器是采用纠结式绕组的方式，在电气上相互缠扰成线匝，又在众多线匝中间放入其他线匝，这种方式叫做纠结式绕组，用这种方式可以大大增加线匝间的电容，相邻线匝之间的电位差也增加，使得变压器的电容随之加大，当电压过大经过变压器时，电压可以均匀的扩散到各个线匝，减小电压容量，避免了过电压的障碍。
2.3改变开关的电路结构。不同的开关有着不一样的装置结构，从而对截流的电流也不一样。在电路开关的过程中，整个线路的磁场会转化成电能，使得电容也随之加强，如果这时开关与电阻是并联的关系，磁场的能量得够散发到各处，就不会导致一直往电容处充电，根据规定，电容量的负荷运行不能超过额定容量的105%，所以，就算是在额定电压的情况下，当变压器空载被断开之后，电网中的线路也会产生过电压，而当开关与电阻是并联关系时，会很大程度上降低过电压的连续时间，过电压的电能也随之减小，从而避免整个系统发生故障。
二、母线空载分合产生的谐振过电压
谐振电压是电网系统故障的常见问题之一，也是比较容易发生事故的过电压形式，由于220kV电网线路的保护，在这种情况下的电网出现谐振过电压的现象不常见，但是如果有特殊情况的话，谐振过电压还是会被触发的，比如在220kV系统中，因为母线分合在瞬时间断口处会形成谐振回路，在母线断开的情况下，互感器的磁场能量过大，容易在电网线路产生谐振过电压。
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1.谐振过电压的现象
1.1线性谐振过电压。这种电压是指内部没有芯片零件的元件或者是磁场能量过于强大的元件和网线系统的元件组成了谐振回路，在正电流的激发下，线路的频率与开关的频率相邻或相等时，电网线路产生谐振现象导致线路的电压也随之升高。谐振过电压是电网系统较为常见的一种现象，在这种情况下，电网系统的电压比平时的额定电压要高得多。
1.2铁磁谐振过电压。比起上述的线性谐振过电压，铁磁谐振过电压是指内部是铁芯的元件与网线中的元件形成谐振回路，在发生谐振情况时，系统的电压会异常上升，铁磁谐振过电压可以是基础波振，也可以是分开频率的谐振，在电网线路中较常见现象是在铁磁过电压时有变压器的高压侧线对地短路有母线空载，铁磁过电压在电网系统也是较为常见的，并持续时间会较长。
1.3参数谐振过电压。参数谐振过电压就是指电感参数过大，造成电网系统的电压不断升高，由此造成电感在周期性变化上向谐振系统输送电量。一般说来，电感参数是有规律变化的，它的电感元件和电网线路的元件组成回路，在参数是正常情况下，电感向谐振系统输送电流，使得电网线路的电压升高导致过电压现象。
2原因分析
在空匝母线送电的过程中，容易发生PT谐振现象，但也不是所有的母线在送电时都会发生谐振过电压的情况，在经过了两次的空载母线送电后，空载母线合闸前PT已经投进去，根据谐振产生的原理，PT的母线会在合闸后，和电容形成一个谐振的回路，通过电源的震动，当电感压与电容值相接近时，就会产生谐振电压现象，从描述中可以推断出，谐振压不管是对设备还是对于人体都有较大的危害，所以有必要对这种现象采取合理的解决方案。
3防范措施
3.1对倒闸的操作程序严格规范。对于倒闸的操作不规范或者操作有误都会产生谐振过电压，所以，在倒闸的操作中，要对工作人员有严格的规范要求，对于设备的操作要谨慎，所以要严格把关，当母线停止电流输送时要将电压互感器与开关隔离开来，再将母线与电路器相联，送电的时候，操作顺序是相反的，电源给母线升高电压时，先把断路器合上再升电压，升电压结束后，将电压降低到零再拉断路器，当母线因为缺乏保护动作导致跳闸停电时，应及时拉断开关或者电压器的隔离开关，只有严格按照倒闸的操作步骤进行，才能有效避免铁磁谐振的发生，对谐振过电压采取预防措施。
3.2严格控制变电站的设备质量。变电站设备材料的好坏直接会对谐振过电压产生影响，所以装备变电站的工作人员要选好材料，才能有效避免后期工作的复杂，具体的措施就是提高变电设备的质量，掌握好电网系统的参数，如电容器的互感参数，电压互感器的磁场性，通过详细掌握了解这些设备的材料性质，可以对过电压的产生提前预测采取预防措施。
3.3提升整个变电站的技术水平。通过提升专业技术人员的水平，能对变电设备进行测量，推测是否在谐振电压的范围内，是否会引起过电压现象，另外，创新技术水平也是预防过电压的重要措施之一，例如采用电压互感器，能够防止断路器的电容产生铁磁谐振。
三、结束语
所以总的来说，操作过电压和谐振过电压两种是在220kV电网系统易产生的现象，都是对设备和工作人员会产生较大威胁，通过分析过电压的现象和原因，可以提前采取有效措施来规避过电压现象，采取相关技术来预防，因此，对工作人员进行专业的培训是有必要的，让他们对过电压产生的原因详细了解和掌握，根据实际发生的情况采取合理方案来解决问题，避免对设备造成损坏给电网系统造成重大损失，也规避对工作人员造成危害。
参考文献：
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［３］韩来文，刘晓蒂，姜明瑞．220kV变电站二次及弱电系统过 电压 PSCDA／EMTDC仿真研究［Ｊ］．黑龙江电力，2010（５）
论文作者:王媛
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/4
标签：过电压论文; 谐振论文; 电压论文; 电网论文; 母线论文; 电流论文; 现象论文; 《电力设备》2019年第2期论文;