郑泽键
广东电网公司惠州供电局 广东惠州 516000
摘要：过电压现象在变电站的实际运行过程中出现的几率较大，不仅会对电力系统的正常运行造成影响，而且还会危害到变电站及其设备的安全，所以在变电站运行操作过程中需要采取有效措施预防变电压现象的发生。基于此，本文针对变电站运行操作过程中的过电压现象及其防范对策展开研究。
关键词：变电站；运行操作；过电压现象；防范对策
我国社会经济的快速发展为电力事业提供了良好的发展空间，当前阶段，在我们平时的生活和生产中，电力能源已成为一项非常重要的发展能源，但在变电站实际运行操作过程中仍存在一定的问题，其中过电压现象就是比较常见的一种，对电网的安全稳定运行造成严重影响。
1、过电压概述
过电压现象可以分为两类，一类是操作过电压，另一类是谐振过电压，这两类过电压现象在变电站正常运行过程中出现的概率较大。操作过电压是指在电网操作过程或者发生事故时，电力系统中存在的电感或者电容等储能元件，由于系统状态的改变，从一个稳态到另一个稳态的振荡过渡的过程，通常操作过电压在刚发生时幅值最大，对设备的危害也最大。谐振过电压指的是电压形成回路之后，同样没有得到有效处理，然后自振现象在后续的操作过程中出现，最后导致电压参数发生变化，而且变化呈现出周期性特征，非线性设备的状态也因此而饱和[1]。两种不同的过电压现象会造成相似的影响，但也存在着一定的差异。两种过电压相比较来说，谐振过电压话会持续较长时间，而操作过电压持续的时间较短。另外，谐振过电压具有较高的稳定性，发生之后可以继续维持操作过程，而操作过电压由于受到的影响因素非常多，使得复杂程度较高。对于电力企业而言，相关工作人员需要对过电压现象进行科学分析，判断出过电压类型，然后采取针对性措施加以防范。
2、变电站运行操作过程中出现过电压的原因分析
2.1操作过电压原因
操作过电压也叫作内部过电压，通常情况下产生于倒闸操作故障中，电网中感性或者容性的元件在能量相互转化的过程中，使得系统局部电压升高，瞬间高于系统设备工频耐压，造成一些设备击穿或者绝缘损坏等严重后果。在变电站运行操作过程中，容易出现的操作过电压主要有以下几种：空载线路合闸过电压、空载线路分闸过电压和切除空载变压器过电压等，每一种具体的过电压现象的引发原因都不相同，其中切除空载变压器过电压现象的原因是截流，静电电能可以由电磁能转化而得到，当电磁能全部转化为静电电能后，截流过电压就会在变压器绕组上面出现；操作空载长线路过电压现象的原因比较复杂，电弧重燃现象在断路器触头上面发生，通过不断的振荡，能量就会传到线路或电容器上面，而能量也会随着时间累积，当达到一定量的时候就会引发过电压现象。
2.2谐振过电压原因
谐振过电压在变电站运行操作过程中出现的次数较多，主要分为以下三种不同类型：线性谐振过电压、铁磁谐振过电压和参数谐振过电压，每一种类型过电压产生的原因也有所差异。发生铁磁谐振过电压的原因是谐振现象，而谐振是在电容以及带有铁心的电感元件的作用下形成，在使用这些元器件的时候，会出现非线性的电感，还会跟随磁通或电流的变化而发生改变，当达到一定条件时铁磁谐振就会出现[2]。线性谐振过电压产生的原因是变电系统中的线性元件与电容结合之后会形成电路，如果交流电源的频率与回路自振频率相接近，那么回路中的容抗和感抗就会相互抵消，此时比电源电压还要高的过电压就会在电容和电感中形成。
3、变电站运行操作过程中过电压的防范措施
3.1操作过电压的防范措施
切除空载变压器过电压的防范措施如下：为了有效限制空载电量的幅值，首先要选择拥有高导性铁芯的变压器，变压器采用冷轧硅钢片，励磁电流仅仅是额定电流的0.5%左右。其次，可以采用纠结式绕组，最大程度增强变电器绕组的纵向电容，进一步增加变压器绕组的相邻匝之间的电位差，从而确保电位差可以分布均匀。最后，应合理选择断路器，由于断路器具有灭弧功能，在截流现象发生时会产生较大的过电压，所以要根据实际情况选用合适的断路器。限制操作空载长线路过电压的防范措施如下：第一，对断路器结构进行改进和优化，最大程度提升触头间介质强度的灭弧能力和恢复速度，防止重燃现象发生。第二，根据实际情况增加安装避雷器，氧化锌避雷器应选用具有较强熄弧能力，较大同流容量的类型，加强对合空线过电压幅值的控制。第三，将并联电阻安装到断路器的断口上面，因为存在合闸电阻，会阻尼线路上的电压振荡，能量释放回路通过并联电阻完成构建，如此一来，断路器断口的恢复电压就会变小，从而使过电压的压幅值降低。
3.2谐振过电压的防范措施
首先，要将断路设备的选择和维护工作做好，据相关研究表明，在系统不对称运行的过程中更容易出现谐振过电压现象，因此在选择断路器时应重视灭弧能力，并保证具有良好的同期性能。另外在检修断路器的过程中还要具备三相同期性意识，需保证开关三相动作时间基本一致，充分认识同期性到在检修工作中的重要性。还可以选择拥有均匀断口的断路器，这种断路器的电容值相对较小，可以很好的防止出现谐振过电压[3]。其次，加强对电压互感器选择的重视，在选择电压互感器时需要确保具备优良的励磁特性，有效防止出现铁芯饱和的情况。还可以选用不会发生饱和问题的电容式电压互感器，从根源上消除铁磁谐振过电压发生的可能。最后，选择合适的接地方法，可以用经消弧线圈接地、经电阻接地或直接接地的方式来代替传统的电网中性点，有效防止形成谐振回路，而且还能让中性点的点位得到稳固，从而消除发生谐振过电压现象的可能。
3.3及时更新谐振参数
当谐振现象在变电系统中出现之后，电容值和电感值发生变化，在变电系统的电路中发生谐振的条件就无法被满足。因此，这时可以采用更新电路参数的方法来消除谐振过电压。以串接消谐电阻为例，在系统正常运行的过程中，消谐电阻自身的电阻值相对来说会比较大，如果发生了谐振现象时，消谐电阻自身的电阻值就会降低，从而破坏了系统的谐振参数。因此，调度人员需要及时正确判断谐振过电压，并以此为基础选择合适的线路，谐振参数就可以通过线路拉合的方式完成更新，对谐振造成一定程度的破坏，从而使过电压现象造成的不良影响得到有效控制。
3.4确保运行操作的合理性
当变电站正常运行以后，电网的各种基本参数也具备一定的固定性，假如在正常运行过程中进行频繁操作，就容易导致过电压现象在系统中出现。因此，相关操作人员应严格按照操作标准进行操作，避免出现不正当操作或操作过于频繁的情况。此外，还要了解并掌握变电站的正常运行方式，只有这样才能及时发现运行过程中出现的各种问题，并对故障以及故障原因做出正确判断，从而有效避免变电站运行操作过程中出现过电压现象。
结语
综上所述，在我们的日常生活和生产中对电能的需求较大，电能已经成为新时期的关键能源。在变电站的运行过程中，经常会出现过电压的现象，对电力系统正常运行和用电安全产生严重影响，所以要及时发现过电压现象，并全面分析变电压类型，然后采取针对性措施加以防范和控制，为我们的用电安全提供保障。
参考文献：
1.郑一鸣,杨松伟,何文林,等.相控断路器在抑制35kV并联电抗器操作过电压中的应用[J].电力自动化设备,2019,39(2):216-220+228.
2.康胜阳,冯伟,秦召磊,等.故障后中性点不接地变压器快速送电的过电压分析[J].河北电力技术,2019,38(1):5-8.
3.钟兴.220kV变电站运行操作过程中的过电压分析与防范[J].科技资讯,2019,17(4):42,44.