35 kV变电站用变压器过电压的原因分析

摘要：近期，西峡县石界河35kV变电站发生了过电压故障，为解决此故障，分析了故障发生的原因，指出了解决故障的相应措施，以期为实际应用提供参考。

关键词：35 kV变电站 过电压 供电侧 受电侧

Abstract：Recently，Shijiehe 35 kV substation in Xixia has happened the overvoltage fault，in order to solve the problem，this paper analyzes the reason of the fault，and points out the corresponding measures to solve the fault，so as to provide a reference for practical application.

Key words：35 kV converting substation overvoltage supply side receiving side

电力系统在特定条件下所出现的超过工作电压的异常电压升高的现象称为过电压。过电压属于电力系统中的一种电磁扰动现象，通常是负荷投切的结果。电工设备的绝缘需长期耐受工作电压，同时必须能够承受一定幅度的过电压，这样才能保证电力系统安全可靠地运行，但此耐受幅度是很有限的，日常实践中极易出现超出此幅值的过电压现象，危及电力系统的安全运行。

变电站过电压就是变电站系统出现电压异常升高的现象，是指由于种种原因造成的变压器电压超过额定电压的现象，集中表现在变压

器直流母线的直流电压的异常升高上。当变压器正常工作时，变压器直流部分电压为三相全波整流后的平均值。若以380 V线电压计算，则平均直流电压Ud=1.35U线=513 V。当过电压发生时，直流母线上的储能电容将被充电，当电压上升至700 V左右时（因机型而异），甚至更高。

变电站过电压是危害电力系统安全运行的主要因素之一，过电压一旦发生往往造成电器设备损坏和大面积停电事故[1]，甚至引起意外伤亡，造成人身和财产损失。过电压产生的原因主要有两个方面：雷击引起的外部过电压和事故引起的内部过电压[2]。无论外过电压还是内过电压，都受许多随机因素的影响，需要结合电力系统具体条件进行具体分析。

为合理预防和制止电力系统的过电压现象，保证居民和企事业单位安全供电，研究过电压的事故起因，采取合理措施加以限制，是确定电力系统绝缘配合的前提，对于电工设备制造和电力系统运行都具有重要意义。

笔者对西峡县石界河35 kV变电站过电压的故障进行了分析，最后找出了故障原因，基于故障原因的分析结果，指出了预防该变电站过电压的措施，保障了供电安全。

1 故障现象

近期，西峡局检修工区对35 kV石界河变电站进线隔离开关蛇河

2甲刀闸进行触头过热故障处理。在站内设备操作完毕等待线路停电做安全措施时，35 kV站用变发生了过电压现象。站内照明设备发出刺眼的白光，带电设备发出异常声响，持续几秒钟后，声响消失，带电设备失电。此过电压现象造成站内直流屏充电模块、数台电视及电脑等多台用电设备损坏。

35 kV石界河变电站是一座末端站，仅一回进线（蛇河线），由35 kV蛇尾变电站供电。35 kV站用变直接接在蛇河线上，在35 kV蛇河线上还同时连接有3座35 kV上网水电站（十八盘水电站、夫子岈水电站、后河水电站）。

2 故障原因分析

在正常方式运行下，蛇尾变电站为供电侧，石界河变电站为受电侧，3座上网水电站同时向蛇河线供电，如图1所示。不论蛇河线哪一侧设备停电（没有失去负载情况下），3座上网水电站均可向另一座变电站供电。当蛇河线两侧变电站突然发生停电故障时，上网水电站的水轮发电机就会因突然失去负载发生飞车事故，发电机就像一根被压缩了的弹簧瞬间放松弹出去一样。发电机飞车后，短时间内会出现电压突然升高，而站用变没有退出运行，突然过高的电压施加在蛇河线上，直接作用于站用变，就会造成站用变过电压，进而导致连接在站用变上的低压用电设备损坏。

3 预防方法及措施

由于变电站过电压产生的原因不同，因而采取的措施也不相同。过电压引起的水轮发电机飞车不仅会对发电机造成损坏，也可能造成水电站值班人员人身伤害，并且飞车产生的过电压现象会使连接在同一电网上的用电客户设备损坏，造成较大的经济损失。所以需要找到一种行之有效的方法来遏制和避免过电压的产生。

1）对于在停车过程中产生的过电压现象，如果对停车时间或位置无特殊要求，那么可以采用延长变压器减速时间或自由停车的方法来解决。如果对停车时间或停车位置有一定的要求，那么可以采用直流制动。直流制动是将电机减速到一定频率后，在电机定子绕组中通入直流电，形成一个静止的磁场。电机转子绕组切割这个磁场而产生一个制动转矩，使负载的动能变成电能以热量的形式消耗于电机转子回路中，这种制动又称作能耗制动。由于将能量消耗于电机中会使电机过热，所以制动时间不宜过长。直流制动的开始频率、制动时间及制动电压的大小均为人为设定，不能根据实际情况自动调节，因而直流制动不能用于正常运行中产生的过电压，只能用于停车时的过电压

制动。对于减速（从高速转为低速，但不停车）时因负载的飞轮转矩过大而产生的过电压，可以采取适当延长减速时间的方法来

解决。

2）对蛇河线路的过电压情况，应将35 kV变电站用变压器停运解备，防止因线路两侧变电站设备停电，发电机没有停运解备突然失去负载而飞车造成过电压。

3）在进行线路检修时，应提前通知水电站，将连接在需要停电线路上的水轮发电机停运解备；同时还需要提前做好停电应对措施。

4）在进行倒闸操作时，电源侧变电站值班运行人员应加强站内设备巡视检查，在发现有反送电的情况下应立即停止操作，并向上级汇报情况，防止发电机飞车，避免过电压现象产生。

5）建议水电站能使用带有飞车保护装置的水轮发电机，并加强水电站值班人员过电压危害知识培训，能在发现过电压时及时将水轮发电机紧急停止运转。

参考文献 [1]

刘新东.10～35 kV配网铁磁谐振过电压的表现形式及消除

措施[J].电工技术杂志，2000（6）：45-46.

[2]

张春霞，孙伟忠，屠幼萍，等.隔离开关不完全合闸引起的

电缆护层过电压分析[J].2011，37（10）：2498-2505.