摘要：社会经济的不断进步与发展，极大地促进了电气一次设备过电压保护技术的飞跃。研究电气一次设备过电压保护方案，对于保证电气一次设备的良好应用效果具有极为关键的意义。文章首先概述了相关内容，分析了过电压产生的多方面原因，并从励磁变压器等方面提出了电气一次设备的过电压保护策略，望对相关工作的开展有所裨益。
关键词：电气一次设备；过电压；保护方案；研究
1前言
随着电气一次设备应用条件的不断变化，对过电压保护方案提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践。基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。
2过电压产生的原因
2.1电力外输线路原因
远距离高压专用输电线路是许多水电厂店里外输线路的主要方式，这种输电方式由于输电路程远，情况较为复杂，应作为过电压保护措施的重点对象。在水电厂实际运行操作中，发电机容易产生励磁现象，由物理学相关理论可知，励磁现象会导致电磁的扰动，从而容易使电气设备形成过电压。此外，由于各种因素（电容效应、不对称接地等），输电线路的空长线在输电的过程中也可能形成过电压。
2.2出线设备原因
风雨雷电等极端自然现象是形成外部过电压的主要因素，在实际工作中很大程度上，会影响水电厂的电网路线，尤其是出现雷电情况。因为雷电是直接可以和输电线路接触的，这样很可能引起电力系统发生跳闸现象，从而严重的影响到输电线路。
2.3主变压器原因
主变压器侧断路器存在的开断空载现象是水电厂经常会出现的问题，在这种情况下，就会伴有断流器切断微弱电流的情况发生，根据物理学的相关原理与公式可知，当磁场能量完全转化为电能时，绕组上的电容电压会呈最大值，通常情况下，过电压与主变励磁及绕组电压成正比，也就是说，绕组和主变励磁很大程度上影响着电压值的高低，因此主变压器也是过电压产生的原因之一。
2.4发电机的中心点原因
水电厂都是将一个高电阻接变压器上连接发电机的中性点，然后再将分别这两个设备接地使用。变压器的变比值相对较高，可以阻止电气设备发生过电压过高的现象，这样就可以将发电机中性点的绝缘压力降低；与此同时，有的工厂会通过变压器减少电压值的变化幅度，来避免谐振过电压的产生，然而这种措施很可能由于电气设备存在绝缘地带，而对使用寿命带来极大影响。
3电气一次设备的过电压保护设计原则
3.1在对电气一次设备的过电压进行设计时，一定要将外过电压保护和内过电压保护放在同等重要的地位，加强这两个方面的过电压保护设计。另外，在整个电力系统运行的过程中，电气一次设备需要具有承受一定常态过电压的能力，因此，加强对电气一次设备承受过电压能力的设计至关重要，可以避免电气设备受到过电压的损坏。
3.2一定要通过科学准确的计算对外送线路的工频过电压的水平进行精确的分析，保证工频过电压的水平符合要求，特别要对这一点进行注意，主要是因为工频过电压对操作过电压的水平进行产生重要的影响，并且还直接影响到出线避冒器的额定电压，工频过电压通过这两个方面的影响直接决定了电气设备的绝缘水平和出现电路器的电阻热量，因此，需要对工频过电压进行科学的分析。
3.3在对电气一次设备过电压保护进行设计时，一定要对存在的各项技术参数的矛盾进行妥善的处理，尽量使电气一次设备的过电压水平高于避雷针等相关保护装置的保护水平。
3.4在对电气一次设备过电压保护进行设计时，一定要对各种参数进行正确的处理和组合，避免出现谐振过电压的情况。
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4电气一次设备的过电压保护策略分析
电气一次设备对于电力系统的正常运行具有十分重要的影响意义，但是在实际的使用过程中，由于受到过电压的影响，很容易毁损，影响电力系统的运行稳定，因此，为了保证正常的生产、生活秩序，就必须重视对于电气一次设备的过电压保护，制定完善的预防措施。要想确保实现对于一次设备的过电压保护，就必须首先了解和掌握设备的结构与作用。通常来讲，电气一次设备的主要作用是发电、配电、传输等，其结构构成有发电机、变压器以及电抗器等。通常来讲，对于电气一次设备的过电压保护主要包含以下几个方面的内容：
4.1励磁变压器方面
通常来讲，过电压保护器是无间隙避雷器，要想实现对于励磁变压器的有效保护就必须综合考虑多种影响因素，比如氧化锌电阻情况。氧化锌电阻一般不导通，并且其具有连续动作的能力，目的就是为了避免非线性电阻出现严重老化，防止因此造成短路问题。另外，对于非线性电阻来讲，其吸收能力的极限约为100MHz连续过电压。
其次，还要考虑氧化锌具有吸收过电压的能力，针对其特性，我国已经有了相应的规范以及标准，目的是实现对于励磁变压器过电压保护的有效控制。因为一般的避雷器并不具备太高的绝缘程度，所以过电压一般会对这部分造成较为传统的效果，给励磁变压器带去伤害，因此，通常所说的绝缘效果实际上并不能完全实现，对于励磁变压器很难实现高效保护。因此，对于励磁变压器的有效保护，必须进行参数的合理调整。与此同时，必须明确的一点是，当参数改变的时候，二次电压也会出现相应的变化，当前条件下，市面上尚未出现定性产品。由于组容器一般不会出现老化问题，具有较高的优越性，因此，利用组容器为100MHz幻想过电压形成阻碍，以期达到限制其危害的目的，这一选择是具有一定科学道理的。
4.2放电间隙方面
间隙保护目前一般是通过设置防雷装置实现。其保护装置主要包含两个金属电极，其中一个固定在绝缘子上并与带电导线连接，另一个则与接地装置连接，二者之间保持一定的间距。这种保护装置的优势在于构造和维护都非常简单，但是其也有自身的局限性：无法实现自行灭弧；其结构有棒形、球形以及角形三种，每一种都各有优势和不足：棒形的伏秒特性陡度较高，不足在于无法实现与设备绝缘的高度契合；球形的伏秒特性较为平坦，同时保护性能尚可，不足之处在于端头极易出现烧伤，如果出现烧伤，就会增大电极间距，造成动作不够准确的后果；与棒形和球形相比，角形具有更大优势，其兼具二者的优点，但是同时又没有球形和棒形的不足，使用价值较高，目前在很多的过电压保护中得到了广泛的的认可和肯定，应用范围不断扩大。
4.3出线过电压方面
为了实现对于出线过电压部分的电气设备保护，通常是将GIS配电器、AIS两种配电器共同使用，前者主要适用于线路长度比较长的情况（线路长度≥2km），并且要注意在其出线连接处安装避雷器，但是母线上绝对不能有避雷器。110kV和220kV的电压，其电缆段、线路必须连接金属避雷器，另一端应保持接地，另外，单芯、三芯电缆也要确保GIS金属外壳保持与大地连接。
AIS配电器适用于保护35kV至220kV线路的进线段，出线在变电站的情况，应装设避雷器，如果没有变电站，应将避雷器安装在终端塔处。同样的，母线上也不能有避雷器，但是特殊情况除外。与GIS配电器一样，AIS配电器也要重视保证接地端接触到电缆外皮。
5结束语
通过对电气一次设备过电压保护方案的研究，我们可以发现，该项工作理想效果的取得，有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分掌控，有关人员应该从客观实际出发，充分利用既有优势资源与条件，研究制定最为符合实际的过电压保护实施方案。
参考文献：
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[3]杨杨，林芳旭.对火电厂电气一次设备状态检修的探讨[J].科技资讯.2016（21）：88-89.
论文作者:任洪强,周宇
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/8/7
标签：过电压论文; 设备论文; 电气论文; 变压器论文; 避雷器论文; 水电厂论文; 线路论文; 《电力设备》2018年第7期论文;