楊舒青

摘要：電力資源逐漸成為我國經(jīng)濟(jì)生活與生產(chǎn)中的重要能源資源之一，當(dāng)前我國電力企業(yè)的發(fā)展迎來了新的發(fā)展形勢，同時(shí)由于電力資源的特殊性，在220kV變電運(yùn)行中過電壓現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)，對(duì)電力運(yùn)輸?shù)陌踩砸约熬用竦纳?cái)產(chǎn)安全都有一定的影響，對(duì)變電站運(yùn)行中的過電壓操作也要做到認(rèn)真細(xì)心。本文通過對(duì)220kV變電站在運(yùn)行中出現(xiàn)的過電壓進(jìn)行闡述，對(duì)空載變壓器操作過電壓以及母線系統(tǒng)諧振過電壓進(jìn)行了分析，并提出相應(yīng)的控制措施。

關(guān)鍵詞：220kV變電站；運(yùn)行操作；過電壓；控制措施

中圖分類號(hào)：TM864 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）10（a）-0000-00

一、前言

變電站中的過電壓現(xiàn)象主要是指在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，出現(xiàn)電壓的升高或者電位差升高的現(xiàn)象，對(duì)電路中的絕緣產(chǎn)生危害，變電站中的過電壓主要有操作過電壓以及諧振過電壓兩種。操作過電壓主要是指在操作、故障過渡時(shí)所出現(xiàn)的持續(xù)時(shí)間較短的過電壓。諧振過電壓主要指的是在操作中或者故障所形成的電壓回路自振以及非線性設(shè)備的飽和、參數(shù)周期性變化所引起的非線性諧振產(chǎn)生的過電壓[1]。在工程施工中，電力系統(tǒng)的接地網(wǎng)的接地電阻不能大于4歐，變電站從建設(shè)完成和后續(xù)的運(yùn)行過程中，接地網(wǎng)在結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生較大的變化。

二、變電站過電壓問題產(chǎn)生的原因

1、變電站的建設(shè)過程中主要是通過承包的方式完成建設(shè)的，這種情況下，如果對(duì)施工建設(shè)單位沒有一個(gè)嚴(yán)格有效的操作監(jiān)督，就很有可能在接地網(wǎng)的施工中存在焊接方面的隱患，主要表現(xiàn)在砂石土壤地區(qū)或者土壤地質(zhì)較為干燥的地區(qū)中，施工單位可能無法有效的保障接地電阻在施工中保證施工參數(shù)的穩(wěn)定性，或者是焊接點(diǎn)的熱穩(wěn)定截面能夠承受的故障電流熱效應(yīng)值不穩(wěn)定。

2、很多變電站不是一次建造完成的，大部分地區(qū)的變電站經(jīng)歷了一個(gè)較長的建設(shè)與擴(kuò)建的過程，但在新舊電站相互連接的過程中，對(duì)舊有的變電站性能檢查完善不徹底，使得新舊設(shè)備在連接過程中容易出現(xiàn)故障[2]。

3、在變電站的運(yùn)行過程中的集成芯片以及相關(guān)部件等由于各種不可控的因素導(dǎo)致的損壞等等都會(huì)導(dǎo)致變電站在運(yùn)行過程中出現(xiàn)過電壓的現(xiàn)象。此外，應(yīng)用微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)也需要系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，但目前大多電纜系統(tǒng)中的屏蔽系統(tǒng)主要是依靠金屬屏蔽層，這就不能達(dá)到保護(hù)系統(tǒng)的要求。

三、空載變壓器操作過電壓的控制

1、變壓器空載產(chǎn)生過電壓的原理闡釋

變壓器的空載運(yùn)行指的是變壓器的電源與一次繞組相連接，當(dāng)變壓器處于空載狀態(tài)的時(shí)候，一次繞組與電壓在連接過程中會(huì)產(chǎn)生一定的電流，這種條件下形成的電流，即為空載電流。在運(yùn)行中如果空載變壓器被切除，由于空載變壓器的電流較小，因此容易導(dǎo)致強(qiáng)制熄弧現(xiàn)象的出現(xiàn)，這種現(xiàn)象也稱為“截流”。當(dāng)產(chǎn)生這種現(xiàn)象時(shí)，會(huì)導(dǎo)致過電壓的出現(xiàn)。

2、控制措施

首先，改善鐵芯對(duì)空載電流有一定的降低作用。因?yàn)榇呕娏?、鐵損電流共同組成空載電流，而磁化電流會(huì)產(chǎn)生一定的磁通，鐵芯的損耗引起鐵損電流，因此改善鐵芯的質(zhì)量，完善鐵芯結(jié)構(gòu)是降低由于鐵芯損耗產(chǎn)生空載的主要措施。隨著現(xiàn)代工藝的發(fā)展，鐵芯可以采用現(xiàn)代冷軋晶粒代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硅鋼片的使用，在對(duì)變壓器進(jìn)行修檢時(shí)，嚴(yán)格控制鐵芯質(zhì)量。

其次，使用糾結(jié)式繞組。由于220kV變壓器主要是芯片變壓器，在使用中如果將繞組的方式轉(zhuǎn)變?yōu)榧m結(jié)式，就能夠有效增加寄生電容。糾結(jié)式繞組主是將繞組中的一個(gè)線匝直接與相鄰的線匝進(jìn)行連接，增加電容。通過這種方式，在過電壓產(chǎn)生時(shí)，能夠使起始電壓的電流均勻的分布在各個(gè)線匝之間[3]。

再次，開關(guān)采用并聯(lián)電阻的形式。在截流中產(chǎn)生的磁場能夠轉(zhuǎn)化為一定量的電能對(duì)電容進(jìn)充電。這一工程中，開關(guān)與電阻如果處于并聯(lián)狀態(tài)，就能夠釋放電能。在截流前閉合開關(guān)，就能夠短接開關(guān)并聯(lián)電阻，之后再斷開開關(guān)，消耗由于磁場而產(chǎn)生的電能。

四、諧振過電壓的操作控制

1、母線系統(tǒng)諧振過電壓的原理分析

鐵磁諧振形成的主要原因是系統(tǒng)內(nèi)包含電壓互感器、變壓器等鐵磁電感，當(dāng)變壓器出現(xiàn)故障或者由于合、分閘操作等原因，鐵芯的飽和作用滿足了諧振的運(yùn)行調(diào)節(jié)。由于鐵磁電感具有非線性的特點(diǎn)，它的大小主要由鐵芯的飽和度決定。因此電壓越高，鐵芯的飽和度就越大，電感就會(huì)相應(yīng)減少。母線系統(tǒng)中的諧振主要有兩種，一是串聯(lián)鐵磁諧振，二是并聯(lián)鐵磁諧振。

2、控制措施

首先，注意操作步驟。當(dāng)母線系統(tǒng)停電時(shí)，應(yīng)先拉母線TV將開關(guān)有效隔離，接著拉母聯(lián)斷路裝置，在送電時(shí)按照反向順序進(jìn)行操作，即由電源至母線升壓過程中首先應(yīng)閉合斷路器，再進(jìn)行升壓。當(dāng)完成升壓后停電時(shí)，應(yīng)首先將電壓降低至0，而后拉斷路器。當(dāng)母線差動(dòng)跳閘保護(hù)動(dòng)作形成一條母線停電時(shí)，應(yīng)及時(shí)將母聯(lián)斷路器或TV隔離開關(guān)拉開。

其次，注意改變運(yùn)行方式。在電力相關(guān)的操作規(guī)章中，都會(huì)對(duì)母線系統(tǒng)的操作作出明確的規(guī)定。在倒閘操作過程中，相關(guān)操作人員要規(guī)范操作，盡力避免鐵磁諧振的出現(xiàn)。一旦出現(xiàn)了鐵磁諧振的情況，要盡可能的采取一定的措施破壞鐵磁諧振現(xiàn)象的條件。

再次，操作中增加電容。通過外接電容、拉合母聯(lián)等措施，有效的避開容易產(chǎn)生諧振的區(qū)域，通過增加電容的方式，增強(qiáng)操作的安全性與可行性。

最后，在倒閘操作過程中，斷開開關(guān)后要及時(shí)對(duì)母線系統(tǒng)進(jìn)行檢查，查看系統(tǒng)電壓值，當(dāng)母線電壓比感應(yīng)電壓的數(shù)值高，就要立即閉合母聯(lián)開關(guān)。如果母線在停運(yùn)了較長一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)諧振現(xiàn)象，則要保持母線系統(tǒng)停運(yùn)的轉(zhuǎn)臺(tái)，同時(shí)使用一些不帶電源的部件以便于消除諧振。

五、總結(jié)

對(duì)變電站中過電壓的控制應(yīng)當(dāng)依據(jù)不同的發(fā)生原因進(jìn)行區(qū)分，選擇具有針對(duì)性的操作措施進(jìn)行控制。在對(duì)過電壓的控制過程中，應(yīng)注意對(duì)絕緣體的配合，增強(qiáng)設(shè)備的安全性。加強(qiáng)設(shè)備安全的主要方法是要對(duì)變電站過電壓原因以及控制方法進(jìn)行系統(tǒng)性的掌握，提高設(shè)備管理者自身的操作素質(zhì)，從而為變電站的穩(wěn)定高效運(yùn)行提供技術(shù)保障。由于變電站的故障并不都是能夠直接被排查出來的，因此在整個(gè)變電站控制過程中，都需要施工人員更加的細(xì)致與耐心。

參考文獻(xiàn)

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