配电线路过电压保护探讨

发表时间:2020/8/5   来源:《当代电力文化》2020年8期   作者:周建伟
[导读] 随着现代科学社会的不断发展及进步,各类新技术及设备已经被广泛的使用
        摘要: 随着现代科学社会的不断发展及进步,各类新技术及设备已经被广泛的使用,在方便人们日常生活并推动现代社会发展的同时,也会增加社会对于电能的实际需求。电力基础设施的不断加强以及完善,让配电网覆盖范围逐渐广泛,也使得配电网实际运行环境逐渐复杂化。配电网在实际运行中,会被各类因素影响,导致电压出现故障,对电力供应安全性及质量会产生严重影响,这就需要电力工作人员高度重视。本文就配电线路过电压保护进行了分析。
        关键词:配电线路;过电压;保护
引言
        近些年以来,由于绝缘导线而出现的雷击断线情况以及绝缘子击穿状况在国内、外发生频率较高,而且对人身安全和经济状况造成了很大的影响。为了避免停电情况的出现,确保供电能够持续性、可靠性,在电网的应用中大范围的改造成了架空绝缘线。过电压的保护能够防止因为雷击停电,以及其他安全事故的发生。
1配电线路过电压概述
        过电压指的是电力系统在一定条件下会存在电压超出预定值的不正常运行情况,为电力系统当中的电磁扰动情况。过电压存在的原因具备多样性,一般分为外过电压及内过电压。内过电压一般是因为系统实际运行方式导致的问题,外过电压也被称为是大气过电压或是雷电过电压,一般是因为大气当中的雷云对地面放电导致的,包含感应雷过电压及直击雷电压两种,会对电力系统中的设备造成严重的不利影响。直接雷过电压幅值能够达到上百万伏,会对电工设备绝缘部件造成严重伤害,进而导致线路出现接地故障。对于电力企业工作人员来讲,需要高度重视配电线路当中的过电压问题,采取对应措施,保证配电线路的稳定及安全运行,确保电力企业实际供电质量。
2配电线路中的过电压保护策略
        2.1提高各级运行电压管理水平
        目前,从各级变电站到调度中心的电压管理水平均有待提升,各级的改进方案如下。提高供电局变电站母线电压调控水平。调度运行人员加强巡视,及时调节无功电压,确保电压合格。加快无功补偿装置的消缺工作,认真梳理变压器调压分接开关挡位及电容器设备状况,确保无功足额补偿。协调调度中心合理安排电网运行方式,优化无功设备的调度管理;配电网结合台区和季节性负荷变化情况对配电变压器调压分接开关挡位进行适时调整。加大电网无功补偿及调压装置的投资。加强对供电距离过长、线径偏小、配变容量不足等问题的精准治理。
        2.2过电压监测技术
        过电压在线监测一般分为数据采集、数据调理以及数据分析,在电力设备处安装相应的采集传感器,经过信号调理、数据采集、数据处理之后进行诊断并给出诊断结果,形成设备监测系统。过电压传感器从高压母线或者高压设备处采集过电压信号,经过信号预处理单元把信号调整到采集模块可接收的信号范围内,然后送至数据采集单元进行模数转换成数字信号,数据采集单元保存数字信号并将信号传送至服务器进行数据处理和分析。当前,对过电压在线监测系统的研究在电压传感器、数据采集、数据处理与分析方面均有涉及,主要现状如下:
        2.2.1过电压传感器
        过电压传感器要采集高频高压信号,需要经过特殊的电路转换实现。过电压在线监测传感器主要有高压分压器、光纤电压传感器、电压互感器等。
        2.2.2数据采集
        数据采集是整个监测系统的关键部分,数据采集的频率和数据处理精度直接影响数据处理结果的准确性。数据模数转换是数据采集单元的主要功能,主要由相应的转换芯片完成。可以实现A/D 转换的器件有单片机?DSP?数据采集卡或者数据采集模块等,这些器件有各自的优缺点?在现有工业应用技术方案中,数据采集卡加工控机是一种较为成熟的技术?
        2.2.3数据处理与分析
        数据处理与分析是监测系统所实现的主要功能,通常布置在监控室或者主控室。

一般分为两部分:数据处理,即通过发出控制信号给采集模块,实现数据的采集和读取;数据分析,包括过电压信号的采集参数、输出显示动态波形、信号特征分析、频谱分析等。
        2.3将线路绝缘强化
        线路绝缘的强化一般会涉及到造价及成本问题,从经济层面分析,若想将线路绝缘水平加强,就需要保证线路能够正常运行,并能够保证内电压基本要求,结合实际情况进行全面并综合分析。若将线路绝缘水平盲目性提升,将会适得其反。所以,在线路绝缘能力强化的过程中,需要保证有效性及合理性,对各类因素进行全面并详细的分析,保证线路绝缘强化的有效性及合理性,进行各类因素的详细分析。例如,若想将线路当中的绝缘子串实际冲击绝缘强度提升,则可以利用木杆将水泥杆进行代替,弱项将木杆实际绝缘性提升,则需要尽量不使用铁杆,避免在雷电冲击过程中,雷电流超过平均电场强度,才能将木杆电弧维持。所以,需要使用与实际情况相符的木横担确保木板平均电场强度满足基本需求,只有这样才能保证木杆线路实际安全性,更不会出现雷击导致的跳闸问题。
        2.4设置避雷装置
        配电线路的绝缘水平通常比较低,不但直击雷能造成危害,感应雷产生的过电压也能产生雷害事故。同时,配电线路能采取的防雷措施非常有限,一般不能采用架设避雷线、耦合地线等方法,只是安装避雷器进行保护。但避雷器只适用于配电线路的进出线侧和配电设备的保护,不能在配电网上大量安装,如果整个配电线路均安装避雷器则由于数量多,因此必然导致成本高、投资大,运行维护困难,且避雷器本身在损坏时又会形成新的故障点,影响配电网的可靠运行,所以配电网的防雷问题一直是影响配电网安全运行的主要问题。
        避雷器及避雷线装置的使用是配电线路过电压保护方式中最为重要的方式,也是最为常见的手段。避雷装置的使用,可以让线路上的绝缘子串在遇到雷击时,将电压幅度进行全面降低,并结合一定的屏蔽作用,对线路进行保护,避免受到雷电的冲击。一般情况下,在配电电路当中,最为有效的方式是为带状避雷线,具备较强的保护效果及范围。避雷线在实际设置中,需要根据实际情况对配电线路电压等级进行分析,保证避雷效果的良好性。例如,330kV 以上的配电线路与山地地区的220kV 线路,可进行双避雷线的安装,将避雷效果强化。对于220kV 线路,可以进行全线路避雷线的设置, 110kV 线路也可以进行全线避雷线设置,但在雷电活动比较频繁的地区,则需要进行双避雷线的安装。超过500kV 以上的超高压配电线路本身具备比较长的绝缘子串,一般情况下抗雷击能力较强,雷击电流比较小,并不会对线路实际安全情况造成一定影响,但为了将保护范围扩大,避雷线对边导线保护角需要控制在20-30 度。双避雷线保护角一般在20 度左右,山区为25 度左右。110kV 以及超过110kV 的铁杆线路及水泥杆线路,要想将电压实际保护范围提升,就需要在安装避雷线的基础上,将杆塔接地电阻降到最低,这不仅仅能够对雷击过电压进行有效控制,与此同时还能够进行成本的控制,保证电压保护效果的良好性。
        结束语
        随着现代科学技术的发展及进步,更为有效的方式还需要研究人员不断研究,将配电线路中的过电压保护能力提升,为人们正常生活及工作提供便利性,促进现代社会发展及进步。防雷击方式具备多样性,需要根据当地实际情况进行方式的使用,保证配电线路的稳定性及安全性。
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