220kV变电站在运行操作中过电压的控制措施

杨舒青

摘要：电力资源逐渐成为我国经济生活与生产中的重要能源资源之一，当前我国电力企业的发展迎来了新的发展形势，同时由于电力资源的特殊性，在220kV变电运行中过电压现象经常出现，对电力运输的安全性以及居民的生命财产安全都有一定的影响，对变电站运行中的过电压操作也要做到认真细心。本文通过对220kV变电站在运行中出现的过电压进行阐述，对空载变压器操作过电压以及母线系统谐振过电压进行了分析，并提出相应的控制措施。

关键词：220kV变电站；运行操作；过电压；控制措施

中图分类号：TM864 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）10（a）-0000-00

一、前言

变电站中的过电压现象主要是指在电力系统的运行中，出现电压的升高或者电位差升高的现象，对电路中的绝缘产生危害，变电站中的过电压主要有操作过电压以及谐振过电压两种。操作过电压主要是指在操作、故障过渡时所出现的持续时间较短的过电压。谐振过电压主要指的是在操作中或者故障所形成的电压回路自振以及非线性设备的饱和、参数周期性变化所引起的非线性谐振产生的过电压[1]。在工程施工中，电力系统的接地网的接地电阻不能大于4欧，变电站从建设完成和后续的运行过程中，接地网在结构会产生较大的变化。

二、变电站过电压问题产生的原因

1、变电站的建设过程中主要是通过承包的方式完成建设的，这种情况下，如果对施工建设单位没有一个严格有效的操作监督，就很有可能在接地网的施工中存在焊接方面的隐患，主要表现在砂石土壤地区或者土壤地质较为干燥的地区中，施工单位可能无法有效的保障接地电阻在施工中保证施工参数的稳定性，或者是焊接点的热稳定截面能够承受的故障电流热效应值不稳定。

2、很多变电站不是一次建造完成的，大部分地区的变电站经历了一个较长的建设与扩建的过程，但在新旧电站相互连接的过程中，对旧有的变电站性能检查完善不彻底，使得新旧设备在连接过程中容易出现故障[2]。

3、在变电站的运行过程中的集成芯片以及相关部件等由于各种不可控的因素导致的损坏等等都会导致变电站在运行过程中出现过电压的现象。此外，应用微机保护系统也需要系统具有较强的抗干扰能力，但目前大多电缆系统中的屏蔽系统主要是依靠金属屏蔽层，这就不能达到保护系统的要求。

三、空载变压器操作过电压的控制

1、变压器空载产生过电压的原理阐释

变压器的空载运行指的是变压器的电源与一次绕组相连接，当变压器处于空载状态的时候，一次绕组与电压在连接过程中会产生一定的电流，这种条件下形成的电流，即为空载电流。在运行中如果空载变压器被切除，由于空载变压器的电流较小，因此容易导致强制熄弧现象的出现，这种现象也称为“截流”。当产生这种现象时，会导致过电压的出现。

2、控制措施

首先，改善鐵芯对空载电流有一定的降低作用。因为磁化电流、铁损电流共同组成空载电流，而磁化电流会产生一定的磁通，铁芯的损耗引起铁损电流，因此改善铁芯的质量，完善铁芯结构是降低由于铁芯损耗产生空载的主要措施。随着现代工艺的发展，铁芯可以采用现代冷轧晶粒代替传统的硅钢片的使用，在对变压器进行修检时，严格控制铁芯质量。

其次，使用纠结式绕组。由于220kV变压器主要是芯片变压器，在使用中如果将绕组的方式转变为纠结式，就能够有效增加寄生电容。纠结式绕组主是将绕组中的一个线匝直接与相邻的线匝进行连接，增加电容。通过这种方式，在过电压产生时，能够使起始电压的电流均匀的分布在各个线匝之间[3]。

再次，开关采用并联电阻的形式。在截流中产生的磁场能够转化为一定量的电能对电容进充电。这一工程中，开关与电阻如果处于并联状态，就能够释放电能。在截流前闭合开关，就能够短接开关并联电阻，之后再断开开关，消耗由于磁场而产生的电能。

四、谐振过电压的操作控制

1、母线系统谐振过电压的原理分析

铁磁谐振形成的主要原因是系统内包含电压互感器、变压器等铁磁电感，当变压器出现故障或者由于合、分闸操作等原因，铁芯的饱和作用满足了谐振的运行调节。由于铁磁电感具有非线性的特点，它的大小主要由铁芯的饱和度决定。因此电压越高，铁芯的饱和度就越大，电感就会相应减少。母线系统中的谐振主要有两种，一是串联铁磁谐振，二是并联铁磁谐振。

2、控制措施

首先，注意操作步骤。当母线系统停电时，应先拉母线TV将开关有效隔离，接着拉母联断路装置，在送电时按照反向顺序进行操作，即由电源至母线升压过程中首先应闭合断路器，再进行升压。当完成升压后停电时，应首先将电压降低至0，而后拉断路器。当母线差动跳闸保护动作形成一条母线停电时，应及时将母联断路器或TV隔离开关拉开。

其次，注意改变运行方式。在电力相关的操作规章中，都会对母线系统的操作作出明确的规定。在倒闸操作过程中，相关操作人员要规范操作，尽力避免铁磁谐振的出现。一旦出现了铁磁谐振的情况，要尽可能的采取一定的措施破坏铁磁谐振现象的条件。

再次，操作中增加电容。通过外接电容、拉合母联等措施，有效的避开容易产生谐振的区域，通过增加电容的方式，增强操作的安全性与可行性。

最后，在倒闸操作过程中，断开开关后要及时对母线系统进行检查，查看系统电压值，当母线电压比感应电压的数值高，就要立即闭合母联开关。如果母线在停运了较长一段时间后发现出现谐振现象，则要保持母线系统停运的转台，同时使用一些不带电源的部件以便于消除谐振。

五、总结

对变电站中过电压的控制应当依据不同的发生原因进行区分，选择具有针对性的操作措施进行控制。在对过电压的控制过程中，应注意对绝缘体的配合，增强设备的安全性。加强设备安全的主要方法是要对变电站过电压原因以及控制方法进行系统性的掌握，提高设备管理者自身的操作素质，从而为变电站的稳定高效运行提供技术保障。由于变电站的故障并不都是能够直接被排查出来的，因此在整个变电站控制过程中，都需要施工人员更加的细致与耐心。

参考文献

[1]胥望，肖辉耀，廖菁.220kV变电站运行操作过程中的过电压分析与防范[J].现代电力，2010，02：23～27.

[2]李莉.变电站过电压分析与防控[J].机电信息，2011，36：26～27.

[3]刘静.220kV变电站运行操作中的过电压分析与防范措施[J].中国电业（技术版），2012，04：2325.

[4]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，2014，04：36～38.