220kV变电站运行操作中过电压的分析和防范

220kV变电站运行操作中过电压的分析和防范

摘 要 随着我国经济的飞速发展，电力行业逐渐成为我国的优势行业。在220kV变电站中过电压现象时有出现，这不仅对人员人身安全存有隐患，而且还可能损坏设备。本文通过分析220kV变电站运行过程中的过电压现象，针对过电压现象并结合现有的防范措施提出行之有效防范措施。

关键词 220kV；变电站；过电压；防范措施

1变电站过电压的现象

变电站变电压现象指的是在电力系统中，由于电压的升高或者是电位差升高导致绝缘体破坏的现象。过电压分为操作过电压和谐振过电压，其中操作过电压现象指在故障过渡时产生的持续时间比较短的过电压。谐振过电压现象是在操作过程中或者是在故障过程中形成电压回路自振以及非线性设备的饱和、参数周期性变化所引起的非线性谐振产生的过电压[1]。谐振过电压一般持续时间较长，是属于稳态现象，有时甚至将持续到下一个操作的出现破坏形成谐振现象条件为止。过电压的形成原因较多，比如负载突变、故障的发生与排除、线路的分合闸等等。

2空载变电器操作过程中的过电压现象及预防措施

2.1空载变压器实际操作过程中过电压现象

空载变电器指的是在一次绕组接上电源时，但是二次绕组处于开路的状态[2]。在变压器处于空载运行状态时，空载电流指的是当一次绕组接通后产生的电流，也就是励磁电流。但是在空载变压器被切除后，如果电流很小，由于游离的作用此时断路器会出现熄弧的现象，该现象被称为“截流”，此时在变压器上就可能会有过电压的现象的出现。

2.2相应预防的措施

在变压器的实际运行操作过程中截流现象是时有发生的，这种现象是无法避免的，过电压现象经常在断路器影响下出现。根据上面的原理分析，我们可以从下面几个方面来减少过电压现象的发生，比如说减少变压器绕组电流、减小相应的空载电流和增大变压器的电容。

2.3减小空载电流

变压器中的空载电流通常是由铁损电流和磁化电流组成的[3]，因此在实践过程中，空载电流的变化可以通过改变设备中的铁心来实现。由于空载电流中的铁损电流是由于铁心的损耗产生的，因此减小变压器中的空载电流的关键是改善变压器中的铁心。在实际中可以通过选用质量较好的铁心或者对设备中的铁心的

结构进行改善方式来实现空载电流的减小，比如说通过使用冷轧晶粒来代替硅钢片等方式。在实践中，对变压器的日常精心维护与检修也是必不可少的。

2.4增大变压器中电容器的电容

一般在220kV变压器基本都是采用芯片的变压器，要想增大变压器中的电容器的电容可以通过使用纠结式绕组来实现。要想增大线粗的电容，则只需要在纠结式绕组上通过在变压器的线匝插入绕组的另一线匝就可以，此时线匝的电位差也会相应发生改变。如果过电压产生时，每个线匝会对电压进行重新分配。

2.5使用带关联的电阻开关

当截流现象在变压器中发生时，此时磁场将会被转化成电能，电容器中的电容此时会相应增大。如果使用了带关联的电阻开关，此时电阻会相应并联使磁场的能量得到很好的释放。在实际操作过程中，在截流发生前需要将开关闭合，让和开关并联在一起的电阻被短接，在截流过后，需要将开关进行相应断开，此时电势在电感的作用下会产生相应的电流，此时就能够将磁场能量进行不断的减弱。

3母线系统谐振过电压和相应预防措施

3.1母线系统谐振过电压现象

铁磁谐振的产生是由于变压器和互感器等上面存在着铁磁电感而产生的[3]。当合闸或者是暂态操作方式发生时，此时铁心会相应发生变化，但是当铁心自身出于饱和状态时就会产生谐振现象。铁心磁电感的强弱主要是依赖于铁心自身饱和的状态程度，这是非线性的，并且，铁心的饱和程度的出现在一定程度上是由电压值的变化情况来决定的。如果三线绕组的电压幅值越高时，铁心就越容易达到饱和程度。母线系统中的磁铁谐振是包括串联的磁铁谐振和并联的磁铁谐振的。在通常情况下，在小电流性质的接地系统中更容易出现并联的磁铁谐振，而在大电流性质的接地系统中则更容易出现串联的磁铁谐振系统。在220kV变电站中是包含有并联和串联磁铁谐振系统，因此，电感的增大的变化范围即会在串联形式的谐振系统中和并联形式的谐振系统中产生过电压的现象，此时，过电压的出现会引起电压互感器异常的声音现象和电压增大的现象，更加严重而后果是系统的绝缘层会被击穿导致母线电压互感器的毁坏。

3.2预防措施

3.2.1使用倒闸操作

首先，在具体的实际操作过程中需要注意一些操作步骤，在母线运行状况不正常的状况出现时，此时控制母线隔离的相应开关需要马上关闭，然后母线的相应的断路器也需要马上关闭。因此，在母线进行送电操作时，上面关闭操作顺序则需要相应调转过来。如果母线电压有单独的电源提供时，此时断路器需要进行

相应闭合操作，然后进行升压操作，在升压操作完成之后，此时电压需要降到零，最后，需要进行关闭断路器操作。如果由于母线异常状况导致系统开启差动保护模式时，这时需要关闭断路器的隔开开关，然后再进一步考虑需要采取的措施。当在母线上进行倒闸操作操作时，当改变运行方式时，当铁磁谐振状况发生时，此时需要改变接线的方式，同时为了阻止谐振情况的发生需要切断谐振回路的电源。但是运行方式的改变需要确保Xc/X1值是在谐振区间值0.01-3之外，同时避免在谐振区间内可以通过电容的增加、空载变压器的增加、电缆插入等等一系列方式来使系统中的电容值增大。最后，当进行倒母线操作时，在母线断开之后，此时需要检查母线上是不是还有电压，因此当现实电压大于感应电压时，此时母线开关需要进行相应断开，如果母线谐振是在母线停运了一段时间之后，此时母线需要在第一时间停运，这时候也还可以配置一个无电源的元器件，此时谐振现象能够有效地被消除。

3.2.2技术装备

首先，系统参数需要理解透彻，在精确计算和检查励磁特性、电容等一系列参数之后，需要依据相应标准值来判断是不是在谐振范围区之内。经过实践操作证明，断路器的电容只需要控制在450PF下就不会让铁磁谐振产生，而当超过900PF时，不出意外一般都会出现铁磁谐振情况。因此设备的改进需要进一步实现，而同过使用电容式电压互感器时就能够避免上述情况的产生的。

4结论

变电站能够满足城区用户的用电需求，因此变电站供电电压必然包含好几种等级，因此有几种操作方式需要进行特别注意。在变电站的实际操作过程中过电压的情况需要尽最大程度的避免，不管是操作过程中的过电压或者是在谐振过程中的过电压都会对设备产生一定损坏甚至是对人身安全存有隐患。因此，性能测试环节在今后需要不间断的进行同时，保护装置的功效也需要不断提升，也同时进行必要的及时的检修和更替，才能保证变电站安全有效的运行。

参考文献

[1]刘静.220kV变电站运行操作过程中的过电压分析与防范措施[J].中国电业（技术），2012（4）：23-25.