選煤廠變配電所異常過電壓策略與建議

呂 凱

(西山煤電集團 太原選煤廠，山西 太原 030023)

資源是社會發展的基礎，而電力資源作為資源的組成部分之一，在人們的日常生活與社會發展之中都發揮著重要的作用，因此，保持電力資源的供給是非常重要的[1]. 變配電所在電力系統中發揮著核心作用，尤其在大型選煤廠，是整個電力系統的中心環節，其主要任務是負責電壓的變化與分配。由此可見，變配電所在電力系統中所發揮的作用是非常重要的[2]. 在選煤廠變配電所運行的過程中，由于會受到各種不確定因素的影響而產生多方面的問題，尤其是出現過電壓這一情況，影響著電力系統安全、穩定的運行，進而影響選煤廠的正常生產。為此，對過電壓產生的原因進行分析，并在此基礎上提出有效的對策和建議，有利于保障電力系統安全、穩定的發展。

1 設立變配電所的重要性分析

變配電所是電力系統的重要組成部分，其是否能夠安全運行直接關系到電力系統的安全運行[3]. 在社會生產的各個環節以及人們的日常生活中，都廣泛地應用著電能，一旦提供電能的電力系統出現問題，勢必會影響整個社會的運轉[3]. 在電力系統的運轉過程中，變電所主要是由變壓器、母線以及開關控制設備等組成，是變換電壓和交換電能的場所，通過變壓器將電壓轉換成使用電壓，同時進行著電能的不斷交換，以此來穩定電力系統的運轉[4]. 在選煤廠電力系統中設立變配電所，確保變配電所在運行中的安全性，避免過電壓問題，有利于保障電氣設備的安全運行，以及維護電力系統的穩定性發展，促進選煤廠得到整體發展與進步。

2 選煤廠變配電所異常產生的過電壓問題分析

選煤廠變配電所在運行過程中，由于受到多方面因素的影響，最容易產生的狀況就是過電壓。一般而言，如果處于正常的運行狀態下，電力系統通常有固定的電壓值，而過電壓情況的產生則是因為電力系統的電壓值出現異常上升情況并且超過了電壓的額定值[5]. 在選煤廠電氣系統中，過電壓現象是一個統稱，包括兩種不同的情況，分別為外過電壓和內過電壓，這兩種不同的情況也需要明確化。

2.1 外過電壓

外過電壓，簡單來講就是雷云對地面放電而造成的雷電過電壓，而雷云屬于外部物質，所以就被稱作外過電壓。這種過電壓的情況從時間的持久性角度來看并不能夠維持很長時間，但是卻具有破壞性高、電壓強的特點，這一情況的產生對電力系統的發展是極其不利的。現代城市化建設中，為滿足人們的用電需求，電網線路的布置無處不在，這也就很容易導致雷電通過電網線路引發到電網設備上，對電網設備造成一定的損壞，甚至是完全損壞。

2.2 內部過電壓

內部過電壓，指的就是由于電力系統內部出現故障而導致的過電壓情況，內部過電壓的電壓值一般不會太高，但是具有持久性，同樣會對電力系統造成嚴重的損壞。內部過電壓形成的原因很多，如電力產品質量不合格、操作水平落后等。內部過電壓也可以分為3種：

a) 暫時過電壓，就是電力系統出現短路狀況而暫時處于穩定狀態的過電壓。

b) 諧振過電壓，指的是電力系統內部的儲能部件在一定的接線方式之下與電源頻率出現諧振而產生的過電壓。

c) 操作過電壓，指的是電力系統出現短路之后造成的過電壓，也具有持續長的特點[6].

3 治理選煤廠變配電所異常過電壓的策略與建議

選煤廠變配電所異常導致過電壓情況的產生，如果不采取有效的措施予以解決，對選煤廠電力系統的安全穩定運行將造成影響。

3.1 對廠區架空線路進行防雷保護

沿線路裝設避雷器可以改善線路上操作過電壓的分布情況,隨著避雷器數量的增加,沿線電壓分布趨于平緩[7].

因此，交流電能從發電廠產生，需要借助各種設備與線路才能輸入到實際需要地，在輸配電的過程中，架空線路是最為基本的條件之一，但是由于該項設備是完全暴露在外部，就很容易遭受到雷擊，引發一系列問題。因此，對選煤廠架空線路要采取相關的防雷保護措施，才能有效解決變配電所中的過電壓情況，主要為在架空線路上采用避雷線，降低架空線路遭受雷擊的頻率。同時，為了能夠對閃絡進行有效的防止，還可以增強架空線路的絕緣性，如減少避雷線接地電阻降低架空線路的雷擊率，同時也可以在大地與導線之間裝設避雷器，通過避雷器，與其他保護設備形成并聯保護的形式，將超出的正常電壓控制在合理的范圍之內予以釋放，避免架空線路遭受雷擊，從而進行有效的防雷保護，促進電力系統的安全、穩定發展[5].

3.2 在使用避雷設備的基礎上保護電纜線路

楊鵬程等對750 kV沿線多組避雷器限制操作過電壓研究發現，認為沿線路裝設避雷器可以改善線路上操作過電壓的分布情況,隨著避雷器數量的增加,沿線電壓分布趨于平緩[7].

選煤廠過電壓是沿著架空線路侵入到電纜線路之中，電纜對于雷擊的侵害程度輕，但是一旦遭受到侵入波的影響，侵入波就會在電纜兩段來回反射，很容易引發過電壓的情況，對電纜線路造成嚴重的損害。為有效改善這一情況，需要在電纜的始末兩段分別安裝避雷器以保護電纜。避雷針、避雷設備在變配電所防雷保護過程中發揮著重要的作用，但是在長期使用過程中，由于受到外界自然因素的干擾，避雷設備會出現老化，若不及時采取措施會影響整個電力系統的運轉。為了有效解決這一問題，就需要將避雷設備的電壓與被保護設備耐受電壓之間保持一定的間隔，減輕避雷器的老化[8]. 同時，采用全線架設的方式很容易引發問題，而有效的解決方法就是在距離變配電所大約2 km處進行管型避雷器的安裝，防止雷電波通過線路影響變配電所的運行，確保變配電所的安全運行。

3.3 建立與完善廠區電壓在線監測系統

為避免選煤廠變配電所出現異常情況引發過電壓，采取的治理辦法之一就是建立電壓在線監測系統，并將這一系統完善，發揮監督作用，以此促進發展。電壓在線監測系統的建立可以從以下幾個方面入手：

1) 電壓傳感器對測量的精準度有直接影響，而應用在電壓在線監測系統的電壓傳感器可以分為高壓分壓器以及光纖傳感器。高壓傳感器主要是獲取電壓信號，而光纖傳感器具有較寬的頻帶，絕緣性以及抗干擾能力也較強，將這兩項設備整合，以促進系統發展。

2) 電壓在線監測系統有效建立還需要良好的信號傳輸功能，其主要的媒介一般為光纖或者是同軸電纜，對系統中的各種數據傳輸進行監測，以此達到良好的監督作用。在信息傳輸中如果使用光纖作為媒介，則具有絕緣性好、安全系數高等特點，但是對應的缺點則是安裝成本較高、難度系數也偏大；如果使用同軸電纜作為媒介，則具有成本低、對信號損傷小以及安裝簡單等特點，但是在發展過程中需要對安全防護工作予以重視。

3) 做好數據采集，對模擬信號進行數據轉換，并做好數據處理。通過在線監測與離線分析，完成對電壓的采集以及信息的分析與整理，完善對電力系統的監督。

4 結束語

選煤廠過電壓問題的產生，對電力系統的安全運行會造成嚴重的影響，因此，明確過電壓形成的原因，并在此基礎之上采取有效的對策，可以保證電力系統的安全運行。