35kV高壓電網過電壓抑制防護技術研究

康超

摘要：隨著經濟不斷發展，我國各行各業和人民生活對電力的需求不斷增大。電力系統的供電能力無論在量上還是在質上都持續提升，同時也遇到了一些新的問題，35kV高壓電網因各種原因常會產生過電壓問題，影響配電網絡正常運行，危害用電安全。因此，要對高壓電網的過電壓抑制防護技術進行研究，消除過電壓問題，提出改進措施，為35kV高壓電網安全穩定運行提供參考。

關鍵詞：35kV高壓電網;過電壓抑制;過電壓防護

近年來，35kV高壓電網經常出現套管閃絡，避雷設備損壞等故障。對設備進行改造，監測并分析過電壓問題，采取有效措施，避免過電壓危害的發生，提高配網供電的安全性和穩定性。

一、35kV電壓等級中性點接地的過電壓防護方法

（一）大氣過電壓防護方法

當前各類配電線路都會裝設避雷設備，避免出現雷電直擊事故，是較為有效的防護方法。進行大氣過電壓防護，要確保避雷設備正常使用，做好設備維護。在地網維護方面，我國有較多區域地質情況復雜，并且為了配網供電的廣泛性，很多變電站建立在土壤電阻率較高的山坡或者丘陵弟弟帶。地網電阻的裕度較小，腐蝕性較大，導致過電壓問題的發生。因此要采取防腐措施降低地網焊接點和地面過渡位置的銹蝕速度。避雷器如果存在密封不良、潮濕、預防性試驗未在雨季到來之前完成，則容易產生過電壓問題。可采用的防護方法是：35kV高壓電網避雷設備須采用可以對泄露電流進行在線檢測的記錄器。主變中性點位置的避雷設備要使用硅膠密封和瓷套密封進行雙重密封。強化對變電站避雷設備的常規檢查和各類試驗。35kV配電線路間隙保護，使用三片式玻璃絕緣子，桿塔的接地電阻小于30Ω的條件下，間隙保護最大距離不小于50m;使用四片式玻璃絕緣子，桿塔的接地電阻小于30Ω的條件下，間隙保護最大距離不小于55m。每級桿塔裝設一組絕緣子，絕緣子受到50%雷電直擊產生的放點電壓，來確定間隙配合，確保放點電壓小于絕緣子6%，保護配電設備安全。

（二）內過電壓防護方法

內過電壓防護的關鍵在于避免出現鐵磁諧振造成的過電壓問題。中性點位置不直接接地的電網設備中，也會發生因為絕緣子、導線等電氣設備因為對地絕緣而發生了間歇性的電弧接地問題，例如電線旁邊的物體和電線距離太近，小動物活動，雷電直擊，斷線等。可以采取的防護方法有：清理配電網周邊環境，包括線路旁邊的樹木植物等，保持設備的干凈整潔，設置防小動物觸碰的裝置，設備周圍通風干燥等等。設備的絕緣水平要保持的較好的水平，通過常規的預防性監測，及時發現設備存在的問題并馬上極性整改，出現狀態異常問題的設備要做好跟蹤維護，不合格設備及時更換。電壓互感器設備要避免鐵芯飽和問題，防止諧振過電壓的發生，可以為電氣設備配備專用的諧振器，或者采用TV非線性電阻。系統電壓要盡量穩定，減少電壓擾動，可以有效避免對地閃絡、弧光接地等問題出現的幾率。

（三）確保電氣設備的絕緣水平

對于戶外的電氣設備，要保證設備之間、設備接地的距離符合規范要求。對于室內的電氣設備，要注意相間和相地距離一般不能大于戶外電氣設備的相間、相地距離。戶外設備的開關柜的設計，要注意電場的均勻平衡，不斷改善設備運行的環境，確保設備周圍無異物干擾，干爽通風。

二、對于部分預防35kV高壓電網過電壓防護方法的探討

（一）消弧線圈防護方法

消弧線圈在當前電網設備預防過電壓防護方法的使用中多采用過補償方式，使補償電流超過電容電流。目前很多地區的電網設備以固定補償方式為主，少量也會采取在線調整模式，可以對電容、電感、阻抗等參數進行調整。根據當前35kV高壓電網的要求，電網的電容電流超過10A，則要進行補償。35kV電網多采用架空線路，大多數都是建設在戶外的，過電壓危害常會損壞的設備有互感器、避雷設備、金屬套管等等。電網運行的變化較小，可以采用固定補償模式避免過電壓。35kV電網多為多站聯網方式，如果脫諧度過大或者電網的電阻過高則會影響維護人員安全，可以將自動跟蹤模式與固定補償模式結合起來，滿足過電壓保護需求。補償后的電流越小則越能確保過電壓保護。如果補償后的電流數值為0，則實現了最佳諧振補償。這就要求裝置對電容和電流的測量要準確，支持實時調整，同時避免調整動作過多過頻繁，容易出現卡死或者零部件損壞等問題。

（二）消除諧振措施

電網諧振過電壓的種類如表1所示。

線性諧振過電壓 正弦交流電源影響下，電源頻率和設備自振頻率接近，則產生諧振現象。

鐵磁諧振過電壓 回路中含有非線性的電感元件，滿足諧振條件則會產生諧振現象。

參數諧振過電壓 電氣設備中的元器件的參數在各類外力作用下，因周期變化而產生的諧振現象。

目前采用的新型消弧線圈，使用載調匝轉換方式，接頭數量超過8個，讓調節范圍更廣更細，可以做到最小調諧度，可以自動控制或者遠程控制，克服老式線圈的問題，對諧振過電壓限制取得一定效果。35kV高壓電網的消除諧振主要指的是電壓互感器的消諧。為了抑制電壓互感器的鐵芯飽和，避免鐵磁諧振過電壓發生的幾率，系統單相接地時，電壓互感器的繞組電流會明顯降低，這是由于設備中的非線性電阻起了作用。電壓互感器設備采用分級絕緣方式時，為防止中性點位置的過電壓問題而增加放電間隙。調諧度和中性點的位移電壓在可控范圍之內，不超過5%，消弧線圈位移電壓要小于相電壓19%左右，故障點的殘余電流控制在5A以內為好。控制部分的自動補償機制需要采用計算機控制的智能消除諧振裝置進行;設備可自動檢測配電網對地參數的浮動，維護人員可以進行自動或者手動調節。考慮到電阻在電壓互感器中接入時間較長，系統運行過程中，阻抗對電壓產生放大作用，系統的中性點位置的電壓有所變化，造成電壓的測量值出現誤差。單相弧光接地也會誘發鐵芯保護導致的諧振問題，仍然采用提高設備各類部件的絕緣水平，改善設備周邊環境的方式解除弧光接地問題，避免單向接地到來的過電壓危害。

結語：對于當前常見的35kV高壓電網過電壓問題提出了相應解決方案，并極性分析，確保35kV高壓電網的運行安全穩定，為人們的生產生活帶來良好的用電體驗。

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