摘要：随着我国社会经济的高速发展，我国电力事业有了前所未有的进步，尤其是电网技术。当前，各大城市主流供电站是以220kV变电站为主，实际操作的过程中难免会出现过电压的情况，对设备的正常运行造成不良影响，甚至威胁到操作人员的生命安全。电力系统的稳定运行对于保障社会的发展有着重要作用，220kV变电站一旦发生故障，则必然会对民众的生活、工作造成影响，也会对电力系统造成一定程度的影响。因此，本文首先阐述过电压现象，重点分析了过电压的原因以及防范措施。
关键词：220kV；变电站；过电压；防范策略
引言
现阶段，我国社会高速度发展，并且各大城市的用电量均呈现上升态势，所以保障用电安全对于变电运行具有重要的作用。与此同时，220kV变电站是电力系统中的重要组成部分，但是由于存在过电压现象，在一定程度上增加了其运行的不稳定性。所以为了更有效的解决过电压事故，应要求各电力单位积极的制定相应的防范策略，对于提升电力系统工作的可靠程度有着重要意义。
1.阐述过电压现象
对于过电压现象来讲，其主要可分为谐振过电压以及操作过电压两种情况。其中，上述两种过电压情况是220kV变电站工作期间最为常见的两种情况。此外，如过电压现象在220kV变电站中出现，则如不对此予以有效且快速的处理，则会使输电线路中的电压在短时内出现大于正常电压的情况，则此类过电压可称之为操作过电压。与此同时，故障的出现会导致电压出现回路，随后当变电站继续在此状态下工作，会导致自振情况的出现，随后引发电压参数出现周期性的改变，并使得非线性设备出现饱和状态，此类情况便可称之为谐振过电压。尽管操作过电压与谐振过电压均可对变电站的运转产生相似的负面影响，但是仍然存在一定的区别。例如，对于操作过电压来讲，此类过电压存在较短的持续时间，而谐振过电压则可持续较长的时间。另外，谐振过电压有着较高的稳定性，所以操作过程可在此情况下予以继续维持。然而，由于导致操作过电压情况出现的因素较多，并且较为复杂，所以其对变电站的危害更大。现阶段，对于电力企业来讲，对过电压现象予以分析并制定出有相对性的防范策略是极为重要的。
2.过电压的分类、原因分析以及防范措施
2.1过电压的分类
过电压分类如图1所示，由于篇幅所限，本文将对内部过电压的原因以及防范进行研究，详见下文。
图1 过电压分类
2.2过电压原因分析以及防范措施
2.2.1操作过电压
当变电站处于工作状态下时，切除空载变压器以及分合空载线路操作容易引发过电压现象的出现，所以需要对此予以制定有效的防范策略。在分空载线路操作过程中，过电压情况的出现主要是由断路器重燃所引发的。同时，在振荡的作用下，线路或者电容器中容易受到能量传递因素的影响而导致过电压不断得到积累。此外，当进行合空载线路操作时，过电压会因为电感、电容在系统振动时出现的自由电压叠加到稳态电压中，从而引发过电压现象的出现。因此，具体的防范策略需要对上述过电压出现的原因而予以制定，例如：①断路器可使用不重燃形式，或者断路器具有并联分闸电阻，以此来防止重燃情况的出现。同时，当把空载线路切除时，此类防范策略可以在一定程度上对过电压出现的概率予以降低。②将并联电抗器以及静止补偿装置加装在线路中，以此来降低电容效应的影响，从而有效的对稳态电压予以制约，最终实现总电压将低的目的。③在变电站线路的首末段安装ZnO避雷器，从而对分合闸出现的过电压阙值予以控制，保证电压处于设备的额定电压范围之中。另外，当空载变压器切除时，过电压容易在此情况下出现，主要是因为断路器并非在过零点来切断电感的电流，从而引发电感中剩余的磁场能量转变为电场能量，导致升高线路电压，进而引发“截流”现象的出现。因此，为了应对“截流”而引发的过电压现象，需要制定以下防范策略：①优化变压器中的铁芯。铁芯可建议选择高导磁材质，有助于磁化电流的减小，同时对空载电流的予以限制。另外，在修理变压器时，需要对铁芯的维护工作予以重视。②断路器需合理选择。一般来说，断路器的灭弧能力予以截流生成的过电压值呈正比关系，所以需要对断路器予以合理的选择。③变压器绕组可为纠结式绕组。纠结式绕组的应用，其可使变压器绕组的纵向电容得到增加，从而使得彼此相邻的匝间电位差得到增大，进而实现在各线匝之间均匀分布电压的目的。④开关需选择带有并联电阻的形式。在对过电压出现的原因进行分析后发现，利用并联电阻可以有效的建立起能量释放回路，使得能量可以得到彻底的释放，随后在进行分闸操作，便可大为减少残余能量，从而实现控制过电压阙值的目的。
2.2.2暂时过电压
通常来讲，线性谐振与铁磁谐振是变电站工作期间常出现的暂时过电压形式。其中，对于线性谐振来讲，其指的是系统中的线性电感元件或者与线性相接近的电感元件，其与系统中的电容形成电路结构，从而导致谐振现象的出现。同时，线性谐振容易在电力系统中的固有频率与电源频率相接近的情况下出现，从而引发过电压情况的出现，并且更容易在不对称工作状态下出现。最后，作为一个相对缓慢的发展过程，线性谐振影响过电压阙值的重点在于损耗电阻。对于铁磁谐振来讲，其指的是系统中的电容与非线性电感元件构成电路结构而导致谐振的出现。在铁芯电感元件中，电感呈非线性的状态，并且当电流增加到一个范围后，铁芯便会不断趋于饱和状态，并使得电感值越加平稳，如此阶段出现电源电压快速升高或者电流冲击系统等情况时，便可导致铁磁谐振情况的出现。另外，由于铁磁谐振存在自保持特性，所以过电压可维持较长时间，并可引发设备的绝缘出现损坏，甚至出现发热以及爆炸，从而导致谐波的出现，所以铁磁谐振对于变电站能否稳定、安全工作有着直接影响。因此，作为重点防范的过电压隐患，具体的防范策略为：①选择合理的断路器设备，并予以妥善的维护。当变电站处于不对称运行状态下时，则容易出现谐振过电压，所以断路器需要选择具有较强灭弧能力以及存在良好的同期性；另外，在维护断路器时，需要对其三相同期性予以注意。同时，为了降低谐振出现的概率，断路器断口的均压电容值需予以严格控制。②电压互感器需合理选择。在对电压互感器进行选择时，其中的铁芯励磁特性需要尤为注意，并且如此特性突出，则可容易降低铁芯饱和现象出现的概率。另外，电压互感器可选择电容式，从而避免饱和问题的出现，并以此杜绝铁磁谐振的出现。③优化接地方式。在电压互感器一次绕组的中性点对地接入电阻，如情况特殊，可将系统中性点经电阻接地，或经消弧线圈接地。④优化谐振参数。如谐振在系统中出现，则单一改变电容或者电感值，则谐振的触发条件便不再满足，所以需要对电路参数予以改变。⑤正确的操作顺序和运行方式。变电站在投运后，其对应参数基本固定，此时频繁的开关操作就有可能使系统满足谐振过电压的激发条件。因此，正确的操作顺序和安全的运行方式十分重要。首先是正确的操作顺序，以母线停电为例，应先拉开母线PT的隔离开关，再拉开母联断路器；而送电时操作顺序相反。其次是熟悉运行方式，在操作过程中必须防止断路器断口电容与电压互感器之间发生谐振。
3.结语
总之，为了保证220kV变电站可以正常运转，必须对其中过电压现象的出现予以妥善预防，并根据原因来制定出有效的防范策略，进一步保障变电站的稳定安全运行。
参考文献
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[3]温荣权.220kV变电站在运行操作过程中过电压的防范方法[J].科技与创新，2014（04）.
论文作者:郭莉,李增军,李艳
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2018/12/21
标签：过电压论文; 谐振论文; 变电站论文; 操作论文; 断路器论文; 电压论文; 电感论文; 《基层建设》2018年第32期论文;