220kV变电运行过电压的防范策略评价

赵宇茜

内蒙古乌兰察布电业局变电管理二处 内蒙古乌兰察布 012000

1 过电压分类

1.1 暂态过电压概述

暂态过电压是一种较为常见的过电压类型，根据其产生原因的不同，可将其分为谐振过电压和工频过电压。工频过电压的发生原因，主要是由于系统在运行时出现方式变化或故障的情况而导致过电压的出现，这种过电压频率与工频相似，而电压倍数往往在两倍以下。通常情况下来说，220kV变电站在设计时绝缘性能足以承受工频过电压的情况，对于变电过程的影响基本可以忽略不计，属于一种较为轻微且无害的过电压类型。谐振过电压是由于电站系统储能元件出现谐振而产生的过电压类型，这种过电压产生条件较为特殊，并且持续时间较长，过电压倍数较大，容易对设备造成影响，出现过热而导致损坏。而在进行处理时，如果不对其作好相应的修复，就会对变电站的正常运行造成极大的影响，甚至出现设备损坏或工人受伤的情况。

1.2 操作过电压

操作过电压发生，主要是工作人员在对变电站进行倒闸操作时，产生的一种过电压类型，主要出现在状态转化过程中的过渡阶段，这一阶段具有较高的不确定性和不稳定性，容易出现较高的电压倍数，部分时候出现的电压倍数较低，不会造成较为明显的设备损伤或人员安全隐患。但大部分时候电压倍数可能较高，也会对变电站的正常运行和相关工作人员的生命安全带来极大的威胁，属于一种不稳定过电压类型。

2 20kV变电运行过电压的因素分析以及防治策略

2.1 谐振过电压的产生原因以及防范策略

变电站在进行运行时产生的谐振过电压主要分为线型谐振和铁磁谐振两种类型。线性谐振的产生原因主要是由于线性或准线性元件与电容在工作时出现电路结构谐振的情况，如果电源频率与系统的固有频率出现接近状况，就会导致系统出现线性谐振，进而引起过电压。除此之外，如果在变电站运行过程中处于不对称状态，就更有可能出现线性过电压。通常情况下来说，线性谐振现象要出现过电压则需要长期且缓慢的过程，而产生的过电压倍数与损耗电阻情况有较为密切的关系。

而铁磁谐振的产生主要是非线性元件与系统在运行时出现电容电路谐振状况，铁芯电感元件在使用过程中由于其电感呈现非线性状态，当电流达到临界值时，铁芯中的电感则会出现平稳状态，而此时的电力系统则会受到电流冲击或电源电压出现强烈波动，这种状况都会导致铁磁谐振的发生。铁磁谐振正在发生时，其持续时间较长并且电压倍数较大，会对设备的绝缘措施造成极大的影响，除此之外这种谐振类型还会导致设备过热而出现故障，甚至对系统造成谐波污染，进一步影响系统的稳定运行。

由此可见，相较于线性谐振来说，铁磁谐振的发生更为突然，具有一定的反倾状况，对于电感的饱和程度有极大的限制，对变电站的安全稳定运行造成的威胁更大。

2.2 断路器保护与维护

根据谐振过电压的发生特点来看，如果系统在运行状况下处于不对称状况，则谐振过电压的发生率更高。所以在进行变电站的断路器的选择时，应当保证断路器具有高度的同期性和灭弧能力。除此之外，断路器在进行选择时，应当保证断路器断口处的电容值较小，这样能够有效减少谐振过电压发生的几率，保护相关设备。

2.3 选择合理的电压互感器

在进行电压互感器选择时，应当尽可能选择铁芯励磁性较好的设备，这样能够有效减少或避免铁芯饱和的状况。除此之外在进行电压互感器选择时应用电容式电压互感器，能够从源头上避免铁磁谐振的产生，这是由于电容式互感器在设计时不存在铁芯饱和问题，具有高度的安全性，所以在进行选择时可以予以考虑。

2.4 更换接地方式

在进行接地方式的设置时，可以选用电压互感器一次绕组中性点方式对地接入电阻，但如果情况不允许，也可以选择其他接地方式作为备用，例如系统中性点经电阻接地。通过合理的接地方式选择，也能够避免谐振过电压的产生。

2.5 调整谐振参数

当系统出现谐振状况时，如果工作人员能够及时发现，就仅仅需要对电容或电感值进行调节，即可使谐振状况消失。所以工作人员在进行电路参数的调整时，通过合理且科学的调整，能够有效避免谐振状况的发生。

3 操作过电压产生的原因以及预防措施

在变电站实际运行过程中，容易由于操作原因而引起过电压的因素，主要在于分合空载线路和切除空载变压器操作。再进行分空载线路时如果产生过电压，主要原因都是由于断路器重燃而导致的，在不断震荡的过程中，能量会逐渐传递到线路或电容器上，进而累积成为过电压。而合空载线路主要是由于在震荡过程时产生的自由电压，在稳态电压的情况下不断叠加而出现过电压的情况。

3.1 选择不重燃断路器

在进行设置时选择不重燃断路器，能够在对恢复电压进行调整时，保证其安全的下降，避免重燃状况的发生。通过这种方式，能够有效避免分空载线路时发生过电压的情况。

3.2 安装静止补偿装置

通过安装静止补偿装置，能够有效消除电路系统中的电容效应，尽可能的将稳态电压进行限制，从而实现总电压的控制。并且还可以在线路末端安装ZnO避雷器这样能够有效控制过电压在发生时的增加倍数，保证过电压，即使发生也控制在设备可承受的范围内，将过电压造成的损失进一步降低。