王秋揚

摘要：在國內(nèi)電力行業(yè)發(fā)展步伐不斷加快的形勢下，電氣過電壓保護技術(shù)成為了相關(guān)技術(shù)工作人員關(guān)注的熱點話題之一，電氣過電壓保護技術(shù)作為目前電力系統(tǒng)中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)，在保障設(shè)備運行穩(wěn)定性和延長設(shè)備使用壽命方面有著很大的影響，尤其是在電網(wǎng)技術(shù)復(fù)雜性逐步提升的背景下，如何采用先進的電氣過電壓保護技術(shù)來提升設(shè)備運行的效率與安全性，保證電力設(shè)備的正常運行是新時期電力技術(shù)研究者關(guān)注的重點內(nèi)容?；诖?，本文將在闡述水電站過電壓種類與產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，探討水電站電氣過電壓保護技術(shù)的實踐應(yīng)用，希望為提升水電站電氣過電壓保護技術(shù)水平提供有價值的參考資料。

關(guān)鍵詞：水電站;電氣過電壓;保護技術(shù)

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，各行各業(yè)都得到了繁榮發(fā)展，同時也直接加劇了電力能源的需求量，對電力系統(tǒng)運行的安全性與穩(wěn)定性提出了更高的要求。過電壓是由于電磁擾動所表現(xiàn)出的電壓異常升高的現(xiàn)象，不管是哪種形式的過電壓問題，所帶來的損害都是無法估量的，直接威脅著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，甚至會對整個電力系統(tǒng)的供電安全帶來影響，面對多方面、隨機性強、難以預(yù)測的過電壓現(xiàn)象，水電站十分有必要加大電氣過電壓保護技術(shù)的研究，重視過電壓的防護設(shè)計，采用科學、有效和精確的過電壓保護技術(shù)將過電壓的危害降至最低程度，這樣才能有效保障水電站各項工作的順利開展，對于保障水電站電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有著很大的積極作用。

一、水電站電氣過電壓種類與產(chǎn)生原因

水電站電氣過電壓現(xiàn)象在實際工作過程中會直接損壞電氣化設(shè)備，導(dǎo)致電氣化設(shè)備發(fā)生一系列的故障，原有功能不能得到有效發(fā)揮，分析水電站電氣過電壓種類與產(chǎn)生原因，是有效應(yīng)用電氣過電壓保護技術(shù)的必要條件。通常情況下，水電站電氣化設(shè)備工作中的過電壓總體上可以分為外過電壓和內(nèi)過電壓，具體又細分為大氣過電壓、工頻過電壓、操作過電壓和諧振過電壓四種。其一，大氣過電壓。一般而言，導(dǎo)致大氣過電壓的因素是大自然的雷擊現(xiàn)象，由于雷擊的瞬間可以達到一萬伏的巨大過電壓，一旦供電線路或者電氣化設(shè)備線路遭到雷擊后，電流源作用過程和云放電過程大致相當，因此從電源的性質(zhì)方面來看，一定會產(chǎn)生過電壓現(xiàn)象，大氣過電壓有著顯著的特點，如沖擊力大、破壞性強和持續(xù)時間短等等，而且過電量與雷擊的強度呈現(xiàn)出正比的關(guān)系，與電氣化設(shè)備的等級并無太大關(guān)系;其二，工頻過電壓。實質(zhì)上，導(dǎo)致工頻過電壓的主要原因是線路空載時的榮升效應(yīng)，并且工頻過電壓有著倍數(shù)較低、持續(xù)時間久和安全威脅大的顯著特點，絕緣電氣設(shè)備受工頻過電壓的影響較小，通常情況下在相應(yīng)線路上安裝并聯(lián)電抗亦或是設(shè)置導(dǎo)體避雷線就能夠顯著降低工頻過電壓發(fā)生的可能性;其三，操作過電壓。所謂操作過電壓，即是由于操作人員操作不當導(dǎo)致的故障，也有可能是電氣化設(shè)備自身出現(xiàn)了故障或者工作者進行了斷路器操作，這些原因都有可能導(dǎo)致操作過電壓的現(xiàn)象產(chǎn)生，操作過電壓還分為弧光接地過電壓、空載變壓器過電壓、切除空載線路過電壓和空載線路重合閘過電壓等形式;其四，諧振過電壓。在水電站電力系統(tǒng)產(chǎn)生故障時，電感元件和電容元件就很有可能發(fā)生振蕩回路的現(xiàn)象，最終引發(fā)諧振而出現(xiàn)諧振過電壓的現(xiàn)象，諧振過電壓是過電壓現(xiàn)象中較為嚴重的一種，不僅僅會對電氣化設(shè)備產(chǎn)生破壞性、并對低、中壓電網(wǎng)的運行帶來極為惡劣的影響，甚至還會燒壞設(shè)備、在很大程度上降低了設(shè)備的絕緣性。

二、水電站電氣過電壓保護技術(shù)的實踐應(yīng)用

（一）做好防雷保護工作

在雷電過電壓中，侵入波是最為嚴重的因素之一，會大大降低電氣化設(shè)備的使用壽命，威脅著電氣化設(shè)備運行的安全穩(wěn)定性，只要水電站電路系統(tǒng)遭到了侵入波的破壞，那么電氣化設(shè)備就會直接遭到損壞，甚至導(dǎo)致電路系統(tǒng)處于癱瘓的狀態(tài)。因此，在面對著這種情況，水電站有必要采取多種途徑做好防雷保護工作，盡可能地減少侵入波對于電氣設(shè)備的損害和影響，如可以采用加裝電路進線保護設(shè)施，增強電氣化設(shè)備的過電壓承受能力，同時還可以采用閥型避雷器，提高水電站電氣化設(shè)備運行的穩(wěn)定性與安全性，保障相關(guān)工作人員的人生安全。此外，水電站技術(shù)人員也可以利用氧化鋅避雷器，這是一種新型的電氣過電壓保護技術(shù)，能夠有效地避免大氣過電壓，在發(fā)生大氣過電壓時，由于電壓的作用，氧化鋅避雷器的電阻會得到大大降低，為電流通過營造良好的條件，這樣便可以及時地泄放出電氣設(shè)備中殘留的電壓，在電壓恢復(fù)到正常值之后，氧化鋅避雷器的電阻也會回到原來的狀態(tài)，表現(xiàn)出絕緣的特點，有效保護電氣化設(shè)備不被過電壓所損壞，再加上氧化鋅避雷器有著電壓流通量大和殘余電壓少的特征，而且制造工藝極其簡單，有著很大的應(yīng)用前景和推廣價值。

（二）放電間隙保護技術(shù)

放電間隙保護技術(shù)也是電氣過電壓保護技術(shù)的一種，在水電站過電壓保護中得到了廣泛應(yīng)用，通常在防雷保護裝置中得到使用。一般而言，防雷保護裝置中有兩個電極，其中一個直接連接著接地設(shè)施，另一個則是通過帶電導(dǎo)線與絕緣子連接，在具體的工作實踐中，需要確保這兩個電極保持一定的距離，這樣才能發(fā)揮出過電壓保護的作用。實質(zhì)上，放電間隙保護設(shè)施的裝置構(gòu)成并不復(fù)雜，有著很好的保護作用，不僅僅在水電站領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，而且還被廣泛應(yīng)用于各種電氣化設(shè)備中，再加上放電間隙保護設(shè)施有著后期維護便利性強、種類豐富的顯著特點，是水電站電氣過電壓保護技術(shù)的重要組成部分，其中棒型、球型和角型是最為常見的類型，棒型放電間隙保護設(shè)施的伏秒特性最為陡峭，但是在與水電站相關(guān)電氣化裝置進行絕緣性配合時，其配合程度不佳，但是球型放電間隙保護設(shè)施的伏秒特性比較平緩，電氣過電壓保護技術(shù)的性能最好，但是在實際使用的過程中有可能發(fā)生端頭燒傷的狀況，在一定程度上降低了電氣過電壓保護的效果。

（三）勵磁變壓器過電壓保護技術(shù)

勵磁變壓器是水電站電氣過電壓保護技術(shù)的核心組成部分，也是目前應(yīng)用最為廣泛、效果較好的一種過電壓保護技術(shù)。針對水電站電氣過電壓保護而言，采用無間隙避雷器是勵磁變壓器的最好方式，但是在實際運用的過程中，需要意識到以下兩種方式：首先，在正常的狀態(tài)下，氧化鋅電阻實施連續(xù)動作亦或是導(dǎo)通動作都有可能促使非線性電阻老化現(xiàn)象的產(chǎn)生，最終出現(xiàn)短路的問題，所以在具體操作的過程中不能有上述兩個動作。與此同時，非線性電阻的方式不可以在100Hz連續(xù)過電壓吸收中應(yīng)用，針對過電壓現(xiàn)象，一般采取氧化鋅電阻保護與吸收的方式，為了促使這一過電壓保護技術(shù)得到有效應(yīng)用和發(fā)展，國家相關(guān)部門曾頒布了相關(guān)規(guī)定來保護勵磁變壓器的有效運轉(zhuǎn)，但是在實際的過電壓保護中，由于一般的避雷器絕緣性不好，不利于產(chǎn)生較好的過電效果，在勵磁變壓器中不能得到應(yīng)用。從整體上而言，對于水電站電氣化設(shè)備，阻容器能夠用于對100Hz過電壓來制約，在阻容不老化、電阻能正常散熱的情況下，就可以很好地吸收過電壓。

三、結(jié)論

總而言之，電氣設(shè)備是水電站電力系統(tǒng)的重要組成部分，其穩(wěn)定性與安全性直接決定著電力網(wǎng)絡(luò)的運行狀況，如何降低和消除過電壓帶來的損害關(guān)系著水電站的發(fā)展成效。因此，作為新時代的水電站技術(shù)工作者要發(fā)現(xiàn)水電站電氣過電壓種類與產(chǎn)生原因，并采取先進的過電壓保護技術(shù)保障電氣化設(shè)備不受到損害，這樣才能確保水電站運行的安全性與穩(wěn)定性，為社會經(jīng)濟發(fā)展提供更加穩(wěn)定的電力能源支持。

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