220kV變電站在運行操作中過電壓的控制措施

楊舒青

摘要：電力資源逐漸成為我國經濟生活與生產中的重要能源資源之一，當前我國電力企業的發展迎來了新的發展形勢，同時由于電力資源的特殊性，在220kV變電運行中過電壓現象經常出現，對電力運輸的安全性以及居民的生命財產安全都有一定的影響，對變電站運行中的過電壓操作也要做到認真細心。本文通過對220kV變電站在運行中出現的過電壓進行闡述，對空載變壓器操作過電壓以及母線系統諧振過電壓進行了分析，并提出相應的控制措施。

關鍵詞：220kV變電站；運行操作；過電壓；控制措施

中圖分類號：TM864 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）10（a）-0000-00

一、前言

變電站中的過電壓現象主要是指在電力系統的運行中，出現電壓的升高或者電位差升高的現象，對電路中的絕緣產生危害，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、故障過渡時所出現的持續時間較短的過電壓。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備的飽和、參數周期性變化所引起的非線性諧振產生的過電壓[1]。在工程施工中，電力系統的接地網的接地電阻不能大于4歐，變電站從建設完成和后續的運行過程中，接地網在結構會產生較大的變化。

二、變電站過電壓問題產生的原因

1、變電站的建設過程中主要是通過承包的方式完成建設的，這種情況下，如果對施工建設單位沒有一個嚴格有效的操作監督，就很有可能在接地網的施工中存在焊接方面的隱患，主要表現在砂石土壤地區或者土壤地質較為干燥的地區中，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的穩定性，或者是焊接點的熱穩定截面能夠承受的故障電流熱效應值不穩定。

2、很多變電站不是一次建造完成的，大部分地區的變電站經歷了一個較長的建設與擴建的過程，但在新舊電站相互連接的過程中，對舊有的變電站性能檢查完善不徹底，使得新舊設備在連接過程中容易出現故障[2]。

3、在變電站的運行過程中的集成芯片以及相關部件等由于各種不可控的因素導致的損壞等等都會導致變電站在運行過程中出現過電壓的現象。此外，應用微機保護系統也需要系統具有較強的抗干擾能力，但目前大多電纜系統中的屏蔽系統主要是依靠金屬屏蔽層，這就不能達到保護系統的要求。

三、空載變壓器操作過電壓的控制

1、變壓器空載產生過電壓的原理闡釋

變壓器的空載運行指的是變壓器的電源與一次繞組相連接，當變壓器處于空載狀態的時候，一次繞組與電壓在連接過程中會產生一定的電流，這種條件下形成的電流，即為空載電流。在運行中如果空載變壓器被切除，由于空載變壓器的電流較小，因此容易導致強制熄弧現象的出現，這種現象也稱為“截流”。當產生這種現象時，會導致過電壓的出現。

2、控制措施

首先，改善鐵芯對空載電流有一定的降低作用。因為磁化電流、鐵損電流共同組成空載電流，而磁化電流會產生一定的磁通，鐵芯的損耗引起鐵損電流，因此改善鐵芯的質量，完善鐵芯結構是降低由于鐵芯損耗產生空載的主要措施。隨著現代工藝的發展，鐵芯可以采用現代冷軋晶粒代替傳統的硅鋼片的使用，在對變壓器進行修檢時，嚴格控制鐵芯質量。

其次，使用糾結式繞組。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變為糾結式，就能夠有效增加寄生電容。糾結式繞組主是將繞組中的一個線匝直接與相鄰的線匝進行連接，增加電容。通過這種方式，在過電壓產生時，能夠使起始電壓的電流均勻的分布在各個線匝之間[3]。

再次，開關采用并聯電阻的形式。在截流中產生的磁場能夠轉化為一定量的電能對電容進充電。這一工程中，開關與電阻如果處于并聯狀態，就能夠釋放電能。在截流前閉合開關，就能夠短接開關并聯電阻，之后再斷開開關，消耗由于磁場而產生的電能。

四、諧振過電壓的操作控制

1、母線系統諧振過電壓的原理分析

鐵磁諧振形成的主要原因是系統內包含電壓互感器、變壓器等鐵磁電感，當變壓器出現故障或者由于合、分閘操作等原因，鐵芯的飽和作用滿足了諧振的運行調節。由于鐵磁電感具有非線性的特點，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，電感就會相應減少。母線系統中的諧振主要有兩種，一是串聯鐵磁諧振，二是并聯鐵磁諧振。

2、控制措施

首先，注意操作步驟。當母線系統停電時，應先拉母線TV將開關有效隔離，接著拉母聯斷路裝置，在送電時按照反向順序進行操作，即由電源至母線升壓過程中首先應閉合斷路器，再進行升壓。當完成升壓后停電時，應首先將電壓降低至0，而后拉斷路器。當母線差動跳閘保護動作形成一條母線停電時，應及時將母聯斷路器或TV隔離開關拉開。

其次，注意改變運行方式。在電力相關的操作規章中，都會對母線系統的操作作出明確的規定。在倒閘操作過程中，相關操作人員要規范操作，盡力避免鐵磁諧振的出現。一旦出現了鐵磁諧振的情況，要盡可能的采取一定的措施破壞鐵磁諧振現象的條件。

再次，操作中增加電容。通過外接電容、拉合母聯等措施，有效的避開容易產生諧振的區域，通過增加電容的方式，增強操作的安全性與可行性。

最后，在倒閘操作過程中，斷開開關后要及時對母線系統進行檢查，查看系統電壓值，當母線電壓比感應電壓的數值高，就要立即閉合母聯開關。如果母線在停運了較長一段時間后發現出現諧振現象，則要保持母線系統停運的轉臺，同時使用一些不帶電源的部件以便于消除諧振。

五、總結

對變電站中過電壓的控制應當依據不同的發生原因進行區分，選擇具有針對性的操作措施進行控制。在對過電壓的控制過程中，應注意對絕緣體的配合，增強設備的安全性。加強設備安全的主要方法是要對變電站過電壓原因以及控制方法進行系統性的掌握，提高設備管理者自身的操作素質，從而為變電站的穩定高效運行提供技術保障。由于變電站的故障并不都是能夠直接被排查出來的，因此在整個變電站控制過程中，都需要施工人員更加的細致與耐心。

參考文獻

[1]胥望，肖輝耀，廖菁.220kV變電站運行操作過程中的過電壓分析與防范[J].現代電力，2010，02：23～27.

[2]李莉.變電站過電壓分析與防控[J].機電信息，2011，36：26～27.

[3]劉靜.220kV變電站運行操作中的過電壓分析與防范措施[J].中國電業（技術版），2012，04：2325.

[4]溫榮權.220kV變電站在運行操作過程中過電壓的防范方法[J].科技與創新，2014，04：36～38.