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摘要：在对电厂220kV升压站的运行操作过程中，经常会有操作过电压的情况发生，设备可能因此无法正常运行，严重时甚至对操作人员的生命安全造成威胁。因此，全面分析过电压并提出有效的应对措施是非常有必要的。
关键词：220kV升压站；过电压；分析；防范措施
一、低压系统中过电压的形成原因
就目前而言，许多电厂220kV的变电站都采用的是三相四线的接线方式，也有部分城市采用的是三相五线制。TN低压电网的其中一点会与地面直接接触，对于外露的部分，则采用TNCS、TNS等方式来接地。根据用途的不同，变电站在接地形式的选择方面也有所不同，例如有防雷式、防静电式等。只有使接地工作更加规范化，才能避免操作人员在进行相关操作的时候出现安全问题并保证设备的良好运行与稳定。
二、过电压的概念及分类
过电压是在电力系统中出现电压升高或者出现电位差变大的情况，会对绝缘造成危害。在操作或者故障过渡时出现的在短时间内持续的过电压就是操作过电压。参数的周期性变化等因素会引起非线性谐振，而非线性谐振会产生过电压，这种情况下形成的过电压被称为谐振过电压。谐振过电压具有持续时间长的特点。在发生故障之后进行故障排除的过程中以及线路的分合闸等情况下都会产生过电压。
三、操作空载变电器时产生的过电压
（一）产生原因
变电器的空载运行指的是第一绕组和电源相接，第二绕组处于开路状态。空载电流就是在变压器空载运行的时候，一次绕组与电源接通之后产生的电流。若没有空载变压器，在电流很小的时候，断路器会在游离的作用下产生熄弧，这种情况又被称为“截流”。这种现象的存在就可能引起变压器上过电压的出现。
（二）防范机制
在运行变压器的时候，截流现象时有发生，这是不可避免的。可以采取减少空载电流、将变压器的电容增大的方法来减少过电压。
1、对铁芯做适当的改善
空载电流的主要组成部分是磁化电流和铁损电流，因此可以通过对铁芯做出适当的改善来使空载电流发生变化。磁化电流会对磁通有一定的影响，铁芯的损耗会导致铁损电流的产生，因此，变压器的铁芯对调节空载电流起着至关重要的作用。使用优质的铁芯或者对铁芯的结构进行改善可以减少空载电流。
2、采用纠结式绕组的方法
采用纠结式绕组是提升变压器电容容量的有效方法之一。纠结式绕组就是在电气上处于相邻位置的两道线匝之间再插入另一道线匝，从而达到增加纵向电容能的目的，并且可以增大匝间电位的电位差。当过电压形成的时候，就可以达到每个线匝上电压大小相同的效果。
3、使用电阻处于并联状态的开关
在截流现象产生的时候，磁场会转化为电能，从而使电容的容量增加。采用带并联电阻的开关，就可以释放磁场的能量。截流现象产生之后将开关断开，电阻会在电势的影响下产生电流，从而达到消耗磁能量的目的。
（三）操作过电压的应用解析
电容会降低变压器的阻抗值，当截流值的大小是定值，过电压就会变小。根据相关的规定，运行变压器的电压大小应该控制在其额定电压的两倍左右。如果变压器没有发生空载情况，那么过电压就会产生。然而过电压有持续时间短、能量小的特点，所以过电压对整个系统的影响微乎其微。
四、在母线系统上产生的谐振过电压
（一）产生原因
如果变压器、互感器上有铁磁电感的存在就会引起铁磁谐振。谐振是由于暂态的出现还有在分合闸工作进行的时候引起了铁芯的变化，并达到饱和的状态所引起的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆铁芯的饱和情况决定了铁磁电感的强弱程度，而电压值又对铁芯的饱和情况起着决定性的作用，可以通过提高三相绕组的电压幅来提高铁芯的饱和状态。在母线系统上的铁磁谐振又分为串联铁磁谐振和并联铁磁谐振。这两种铁磁谐振在电感的变化范围有所变大的情况下就会产生过电压。
（二）防范机制
在母线系统上会产生铁磁谐振的原因一般如下：电压互感器存在质量上的问题和伏安特性的稳定性不够这两个因素导致铁芯处于过于饱和的状态；可能有电缆线路被连接到母线上；开关检修工作没有做到位等等。针对以上几个原因，应该采取如下措施：
1、倒闸
要明确操作步骤，知道先做什么后做什么，当母线无法正常运行的时候，就要适当调整顺序。如果进行母线的送电工作，则应当采用颠倒的顺序。在电源为母线提供电压的时候，应该先使断路器处于闭合的状态，之后再做升压的工作。在升压工作完成之后，先将电压降至零位，然后将断路器关闭。在母线出现问题的时候，它会引起差动保护动作，这时候就要先关闭断路器上的隔开开关，然后采取相应的措施。
此外，还要注意运行方式的改变。当进行母线倒闸操作工作的时候，如果有铁磁谐振的现象产生，应当对接线方式作出适当的调整，终止谐振回路电源的工作，以免继续产生谐振的现象。在对运行方式作出适当调整的时候，应该保证Xc/X1的比值不在谐振区内。增加电容、使用更多的空载变压器以及插入电缆等措施可以使系统中电容值得到提升，从而保证Xc/X1比值不在谐振区内。如果要消除谐振，则可以采用相关的谐振消除装置。在进行倒母线操作工作的时候，应该在断开母线后检查母线的电压，若母线上的电压值比感应电压式要大，则将母线的开关断开。如果母线在长时间处于断电的状态之后母线谐振现象才出现，则不能直接闭合母联开关，应当采用没有电源的器件消除谐振现象。
2、操作技术以及操作设备
首先应当对系统参数有一个充分而全面的认识，对需要检查和计算的参数进行准确的计算和检查工作，之后以标准数值为依据，来判断这些数值是否处于谐振的范围。
此外，还要改进设备，在使用电容式电压互感器的时候，应当保证不会产生铁磁谐振现象。在选用电感式电压互感器的时候，要选用质量过关、伏安特性高并且励磁感抗能力强的设备。要注意做好设备定期检修的工作，以保证断路器的良好运转。还要采用装置保护避雷器，可以将变压器选作避雷器的安装位置，以达到避免过电压现象出现的目的。
五、注意事项
在操作设备的时候，要最大限度地防止过电压现象的产生，因为谐振过电压和操作过电压都会造成安全问题，破坏设备甚至危及人身安全。这两种形式的过电压都可以通过采取相应的有效措施来避免和防范。电厂220kV升压站采用了很多储能元件，在隔离开关工作的时候，这些储能元件可能在静电场的作用下发生能量转换，因此要对储能元件的参数有一个全面而深刻的认识。电厂220kV升压站在进行操作工作的时候，投切空载变压器以及空载母线最容易引起过电压，因此要采取有效的方法来减少过电压现象的产生。
六、结束语
过电压的类型不同，所采取的防范措施也应当有所不同。要根据过电压的类型来判断应采取何种措施，不可盲目。在采取防范措施的时候，应当始终以科学、合理为基本原则。经济在不断的发展，电力系统也在不断地进行更新，因此在电力保护方面的要求也就更高。不仅要采取有效措施防止过电压的出现，而且要做好设备的维护以及更换工作，这样才能为变电站的安全运行提供保障。
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论文作者:黄海
论文发表刊物:《电力设备》2016年第2期
论文发表时间:2016/5/21
标签：过电压论文; 谐振论文; 母线论文; 操作论文; 变压器论文; 电流论文; 电压论文; 《电力设备》2016年第2期论文;