水电厂电气一次设备过电压保护措施研究分析

曹俊涛 许杨

摘 要：文章通过分析某水电厂电器一次设备过压的实例，进而对水电厂电气一次设备过电压的相关保护措施进行了归纳和总结，通过由特殊向一般的类型化演绎，可以给同类电厂电气一次设备防过电压设计提供借鉴。

关键词：过电压；并联电抗器；避雷器

某水电站位于中国云南省云县与景东县交界的澜沧江中游，那果河支流入口下游1.5km处，上距漫湾电站直线距离70km，距昆明市直线距离约270km。该工程以发电为单一开发目标。碾压混凝土溢流重力坝，最大坝高115m，总库容9.4亿立方米，装机容量135万千瓦，年发电量59.31亿kW·h。待上游的小湾电站建成后，年发电量可增加到70.2亿kW·h。联合单元接线是发电机与变压器之间连接所选择使用的一种方式。

1 过电压简介

过电压是指在超过正常运行电压，该电压可以使电力系统的保护设备或者绝缘设备失去保护或者绝缘的作用。过电压可分为内部过电压和雷电（外部）过电压两部分。空载线路可分为闸过电压、分闸过电压及空载线路合闸过电压等，较为常见的有电弧接地过电压。持续时间很长的谐振现象在系统电感、电容参数配合不当的情况下及电压升高，统称为谐振过电压，较为常见的包括参数谐振过电压、铁磁谐振过电压及有线性谐振过电压。水电厂电磁一次设备损坏或者因为停电的呢干部可避免的因素，均会引起过电压发生。因此做好电气一次设备的过电压保护措施就显得尤为重要。

1.1 输电线路和过电压的引起情

长距离输电线路包括外送线路（以下简称三长线）三板溪水电厂超高压即属此类，对三长线过电压的相关问题进行研究分析，其充分的保证了该水电厂电力外送安全。总而言之，需要对超高压长距离输电线路进行保护，防止其出现过电压，以下几种情况极易出现过电压，因此需要对其进行多加注意和方法：①操作线路断路器引发的过电压，称之为操作过电压；②空长线电容效应，若使用负荷效应或者不对称接地等，以上因素单独作用或者组合作用均会引起工频过电压现象发生；③运行机组带空长线时，极易导致水电厂发生自励磁，从而引起过电压发生。

1.2 三长线计算引发自励磁

某水电厂三长线单机带空长线运行时，可以根据三板溪发电机自励磁计算得出结果，在这一次线路并联电抗器激活的时候，便会导致自励磁发生，若是该线路的两端装置设为1500MV，同时联电抗器，那么将会便面自励磁的发生，但是若在另一端若是并联电抗器，那么就会发生自励磁就会发生。所以，若要防止出现发电机自励磁如何在运行退出时避免，那么便需有效的、合理的安排机组运行方式。

2 水电厂防雷击设备

2.1 出线设备

三长线采用架空地线方式来降低线路雷击次数是为了减少降低雷电制剂电路几率，同时降低绝缘子闪络次数，通過降低以上因素便可降低因为雷击引发的线路跳闸次数。某塔顶若是设有避雷针，那么避雷针通过其与全厂接地电网相连，避免电气设备遭雷击。

2.2 发电机出口断路器与厂用电开关

其中HEC3型发电机在电线出口中会有断路器，这种断路器是发电公司都经常采用的这种绝缘设备，在发电机的两端的电容器装置，需要进行降低电压的操作，除了这样的操作方式，还需要进行增加断电器灭弧的能力，这样能够有效的进行开关。另外如果采用大容量的高压线的限流进行熔断组合的时候，需要进行变压器高的测压保护，其中这种保护装置中需要进行高能氧化锌电阻的限压性或者采用一定性能的快速灭弧的限制行动，这种方式的操作一般都要小于2.5倍的额定相电压，进行设备的安全保护中包括了绝缘设备的安全保护，需要在其中输入电流对变压器的弧压进行保护，采用这种方式以后，氧化锌的电阻会逐渐边小，采用10千伏的开关能够产生真空短路的情况，在这个过程中需要对开关的本体进行过压的保护，不要出现超过电压的现象。

2.3 发电机中性的主要特点

对于某水电厂中发电机中节点进行变压器的接地方式中，对于接地的线路需要采用深圳华力特电气有限公司生产的设备，设备的变比为15.75/0.173，其中二次侧电阻为0.1欧姆。进行接地变中的设置可以有效的保证不超过额定电压，这样在发电机的中性绝缘垫中要求采取一定的措施进行降温。采用同样的操作方式能够增大电路的返回效率，对电压的值会出现逐渐降低的现象，从而导致了发电机的绝缘性能降低。

3 关于输电线路出现问题的归纳

对于500千伏的两端并联抗电器的装置，其中出线平台中需要采用GIS的母线装置进行避雷的设置，如果在其中的操作出现线路合闸胡总额线路出口部分出现的电压过高的现象，需要采用一定的措施进行防止工作，对于电厂的设置会遭受各种雷电冲击波的影响，这种方法设置是非常重要的，需要注意其中防止出现全面的联合抗电气的现象，其中变压器和带电感应器中需要进行互相制约，保证10千伏的母线能够进行有效的操作。其中需要注意以下几种问题。

（1）在这个过程中，需要研究电气出现过压的现象，避雷器的防护需要进行一定的参数配合，其中的过压水平要大于避雷器中的电气保护水平。

（2）设计时应尽量避免应电网参数组合不当而引起谐振过电压。

（3）对于电厂进行设置，要从内部的防压的方面进行考虑，保证内部的电压要在稳定的状态，如果不出现一定的问题，保证安全运行就不用采用这种措施。

（4）进行电厂外送线路工频分析，具有很重要的意义。在电压升高这个过程中需要允许出现工作电压和出线断路器并联合闸电阻大小的选择，出现这种情况将影响设备的绝缘程度或者增大了电阻的热容量，降低了绝缘的程度。

4 结束语

对于水电厂电气一次设备过电压保护措施而言，需要在步骤上和做法上采用技术和设备共同配合，更需要通过对个例的利弊进行分析后得出结论和解决办法。

参考文献

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