淺析電氣一次設(shè)備過電壓保護(hù)問題

摘 要 在整個(gè)電力系統(tǒng)當(dāng)中，電氣一次設(shè)備是重要的組成部分，對整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的質(zhì)量會產(chǎn)生重大的影響。但是，電氣一次設(shè)備存在的過電壓問題對電力系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量產(chǎn)生十分不利的影響，并且還會影響供電的安全性，對人們的安全造成一定的威脅，同時(shí)影響供電服務(wù)的質(zhì)量。為了防止過電壓現(xiàn)象對電力系統(tǒng)的危害，在對電氣一次設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要求所有電氣設(shè)備的絕緣不僅能夠承受正常范圍的工作電壓，而且對于一定范圍內(nèi)的過電壓也應(yīng)當(dāng)有一定的承受能力。這樣才能保證電氣一次設(shè)備不受損害，進(jìn)而保證電力系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞 電氣一次;設(shè)備;過電壓保護(hù);問題

1過電壓的概述

根據(jù)過電壓成因的不同，可以將過電壓分為外過電壓和內(nèi)過電壓兩類。在當(dāng)前電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，電弧接地是一種十分常見的過電壓，其一般持續(xù)時(shí)間較長，并會產(chǎn)生較為激烈的振蕩。這時(shí)的電容參數(shù)與電壓指將會發(fā)生相應(yīng)的改變，我們也可以將這種稱之為諧振過電壓。并且，由于水電廠電氣一次設(shè)備常常由于一些客觀因素的影響，而發(fā)生損壞，最終引起過電壓問題的發(fā)生，甚至還會引發(fā)安全隱患，造成人員傷亡以及企業(yè)重大的經(jīng)濟(jì)損失，由此可見，加強(qiáng)對水電廠電氣一次設(shè)備過電壓的保護(hù)措施是非常至關(guān)重要的趨勢。只有這樣才能確保整個(gè)電氣系統(tǒng)高效穩(wěn)定的運(yùn)行，促使水電廠各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)的正常開展[1]。

2電氣一次設(shè)備過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)

2.1 過電壓保護(hù)

（1）直擊雷保護(hù)措施：220kV出線場戶外電氣設(shè)備采用220kV出線的架空地線作為出線場直擊雷的保護(hù)措施。

（2）雷電侵入波保護(hù)措施：在每回220kV出線上裝設(shè)一組型號為Y10W-200/520W的氧化鋅避雷器作為雷電侵入波過電壓保護(hù)措施。避雷器距與保護(hù)設(shè)備間的電氣距離滿足相關(guān)規(guī)程的要求。

（3）為保護(hù)主變壓器、220kVGIS和220kV電纜，在每個(gè)220kVGIS出線間隔出線側(cè)裝設(shè)一組封閉式氧化鋅避雷器。根據(jù)計(jì)算，避雷器與被保護(hù)設(shè)備的電氣距離滿足過電壓保護(hù)規(guī)程的要求。

（4）操作過電壓保護(hù)措施：在發(fā)電機(jī)出口及主變低壓側(cè)各設(shè)置一組阻容保護(hù)裝置，作為發(fā)電機(jī)回路真空斷路器操作可能引起的過電壓的保護(hù)措施。

2.2 氧化鋅避雷器

氧化鋅避雷器是一種新型的電氣過電壓保護(hù)技術(shù)，主要用于避免大氣過電壓。氧化鋅避雷器由于自身所帶有的電阻值非常高，因此，屬于絕緣性物質(zhì)。出現(xiàn)大氣過電壓時(shí)，氧化鋅避雷器會由于電壓作用而出現(xiàn)電阻降低的情況，從而使電流通過，泄放出電氣設(shè)備中殘留的電壓，而當(dāng)電壓恢復(fù)到正常值后，氧化鋅避雷器的電阻值也會恢復(fù)到原有狀態(tài)，呈現(xiàn)出絕緣性質(zhì)，避免電氣設(shè)備遭受過電壓的損害。氧化鋅避雷器是一種行之有效的過電壓保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品，它具有電壓流通量較大，殘余電壓較少的優(yōu)點(diǎn)，其制造工藝十分簡便，具有較高的實(shí)用性和較長的使用壽命。

2.3 放電間隙保護(hù)

對于放電間隙的保護(hù)同樣是非常重要的一項(xiàng)措施，一般情況下建議采用簡單的防雷措施來實(shí)現(xiàn)防護(hù)，由于其具備建構(gòu)簡單、維護(hù)方面、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，并可以對一般的過電壓現(xiàn)象進(jìn)行防護(hù)，但是針對部分特殊情況，則需要采用相對復(fù)雜的防雷措施，其應(yīng)用雖然較為煩瑣，但是可對電壓過高的現(xiàn)象進(jìn)行防護(hù)。目前放電間隙的防護(hù)措施主要分為三類，即棒形、球形、角形，此三種措施各自具備功能特點(diǎn)，利弊點(diǎn)也存在一定的禪意，需要工程結(jié)合自身?xiàng)l件來進(jìn)行選擇，但目前來看角形措施是應(yīng)用最為廣泛的一種措施[2]。

2.4 防雷保護(hù)

在雷電過電壓造成的損害中，侵入波是影響最為嚴(yán)重的一種因素。侵入波會嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的使用壽命，降低電氣設(shè)備的安全性。一旦電路系統(tǒng)遭到了侵入波的破壞，就會導(dǎo)致電氣設(shè)備受損，使整個(gè)電路系統(tǒng)癱瘓。因此，在電氣設(shè)備的使用中，需要通過多種途徑進(jìn)行防雷保護(hù)，減少侵入波對電氣設(shè)備的損害，在日常作業(yè)中使用的防雷保護(hù)裝置一般分為兩種：一種是加裝電路進(jìn)線保護(hù)裝置，提高電氣設(shè)備的過電壓承受能力。另外一種是使用閥型避雷器，該裝置可以增加電氣設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性，減少過電壓對電力操作人員的威脅。

3電氣一次過電壓保護(hù)的注意事項(xiàng)

在對電氣設(shè)備過電壓保護(hù)時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)問題：第一，電氣一次設(shè)備過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)需要兼顧內(nèi)過電壓保護(hù)和外過電壓保護(hù)兩方面的問題，尤其是內(nèi)部過電壓。內(nèi)過電壓會帶來電氣設(shè)備的故障，導(dǎo)致電器設(shè)備不能有效地發(fā)揮其功能，需要進(jìn)行更換才能保證電網(wǎng)系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)運(yùn)用，這就使電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益受到了一定程度的影響。由于電氣設(shè)備中常態(tài)的過電壓是普遍存在的，所以應(yīng)當(dāng)采取一定的手段抵消穩(wěn)態(tài)過電壓的影響;第二，注意電氣過電壓水平與避雷器等防過電壓設(shè)備在承受過電壓技術(shù)參數(shù)的配合，要求電氣過電壓水平高于避雷器等防過電壓保護(hù)水平;第三，長距離的線路對應(yīng)的電壓也比較高，所以要將內(nèi)過電壓控制在合理的范圍之內(nèi)，需要利用一些并聯(lián)容量設(shè)備來進(jìn)行，因?yàn)榫嚯x較遠(yuǎn)，所以需要的設(shè)備也比較多，例如斷路器、避雷裝置設(shè)備以及小電阻，只有準(zhǔn)備充分才能保證高壓線路的安全性;第四，在電氣一次設(shè)備過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，需要妥善解決各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的矛盾，使得電氣一次設(shè)備的過電壓水平不低于避雷針等裝置的保護(hù)水平[3]。

4結(jié)束語

總之，電氣一次設(shè)備過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)的水平及質(zhì)量直接關(guān)系著整個(gè)電廠電力系統(tǒng)以及電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，電廠中的過電壓現(xiàn)象的存在容易導(dǎo)致電網(wǎng)不穩(wěn)定、電氣設(shè)備損壞以及停電等現(xiàn)象的出現(xiàn)，對社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們生活的穩(wěn)定造成嚴(yán)重的影響。因此，要用科學(xué)有效的方法來進(jìn)行電氣一次設(shè)備過電壓保護(hù)，這樣不僅能夠使電力系統(tǒng)恢復(fù)正常，還能夠提高電氣設(shè)備的使用壽命，使得電力系統(tǒng)部門的資金消耗減少了，供電質(zhì)量也提高了，所以對電氣設(shè)備的過電壓保護(hù)要積極進(jìn)行，有利于國家電力的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 韓春輝.試論水電廠電氣一次設(shè)備過電壓保護(hù)措施[J].科技與企業(yè)，2015，（7）：179.

[2] 楊康，吳玲艷.水電廠電氣一次設(shè)備過電壓保護(hù)措施探討[J].工程技術(shù)：全文版，2016，（7）：277.

[3] 張禹.水電廠電氣一次設(shè)備過電壓保護(hù)措施研究分析[J].工程技術(shù)：引文版，2016，（6）：274.

作者簡介

劉杰（1988-），男，河南商丘人;畢業(yè)院校：新加坡南洋理工大學(xué)，專業(yè)：電力工程，學(xué)歷：碩士，現(xiàn)就職單位：中國電建集團(tuán)河南省電力勘測設(shè)計(jì)院有限公司，研究方向：發(fā)電廠與變電站電氣一次設(shè)計(jì)。