付永奎
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摘要：由于电气一次设备需直接承受动力电压和电流，因此，其对电力系统稳定电压值具有较高的要求，若电力系统在运行过程中，出现电力超出合理范围现象，也即发生过电压现象，便会损坏电气一次设备的绝缘性，从而损坏电气设备或导致其无法正常稳定运行，基于此，就需要设备管理人员积极探索电气一次设备过电压保护措施。
关键词：电气一次设备；过电压；保护措施
引言
电气系统一次设备运维过程中的过电压问题，通常是由于设备的电压值出现大幅度波动，超出技术规定电压最高值，引发一系列运维、安全问题的异常现象。现阶段，对电气设备过电压的保护与控制作为电磁扰动管理的重要内容，主要技术应用范围包括：出线设备、主变电设备以及设备内部过电压等，需要相关技术人员在系统设计阶段，对电气设备额定电压、绝缘能力等技术参数进行准确设定，规范系统装设流程，避免设备受到过电压损害的可能性。
1过电压概述
过电压即为电气系统正常工作的电压超过了自身的承压极限，当出现此现象时，就会对电气设备造成不同程度的损伤，基于大部分情况来说，此类现象往往不会出现太大程度的超出，所以对电气设备造成的损伤程度较小，需要经过一段时间的发展才会明显表现出来，而对此程度的损伤进行防护也相对简单，只需要通过正常维护工作即可避免此影响。但在少部分情况下，其超出承压的电压值较高，容易对设备造成毁灭性的损坏，并且可能威胁到周边工作人员的安全，所以需要对此进行重视。
理论上过电压被分为外部、内部两个部分，外部的过电压多数是因为自然因素的干扰而产生，例如自然雷电等等，此类现象相对少见，而内部的过电压即为电气系统内部能量的一种变化，常出现例如谐振过电压、操作过电压、工频过电压的现象，其中谐振过电压的危害最高，很容易对电气设备造成毁灭性的损害；操作过电压现象出现相对较少，其原因在于操作上的失误，出现后的持续时间压相对短暂，危害程度较为不稳定；工频过电压则属于电容效应等原因变化而产生的过电压现象，在危害程度上较小，但也不容忽视。
2过电压产生的原因
2.1电力外输线路的应用
目前，我国大部分火电厂均是采用电气一次设备与远距离高压专用输电线路相连的方式构建电力外输线路，这种电力外输线路连接方式虽能有效提高电力系统的输电效率，但是，受输电路程远、输电过程复杂及外部环境等因素的影响，比如系统电压升高、频率降低等情况，会导致发电机、变压器产生过激磁现象，从而易导致电气设备产生过电压。另外，应用电力外输线路，在实际的输电过程中，受外输线路不对称接地、电容效应等因素的影响，也易导致远距离高压专用输电线在输电过程中产生过电压，从而会对线路上的电气一次设备运行造成一定的不良影响。一条供电线路两端开关，其分闸时间总是存在着一定的差异，所以无论是正常操作还是故障跳闸，都有可能出现切除空载线路的情况，如果断路器的灭弧能力不够强，以至电弧在触头间重燃时，切断空载线途经电压就比较多，电弧在触头间重燃是产生这种过电压的根本原因，因此提高断路器的灭弧性能，特别是提高切断小电流的性能，可以减少甚至消除电弧重燃的可能性，从而减少过电压。
2.2电流和电压互感器存在故障
电流互感器可能存在铁芯电流无限趋近于零的情况，进而出现过热或者发出异常声响的故障现象。若在工作中，检测到电流互感器过热，应当第一时间对其进行检查。而电压互感器主要存在回路断线的故障，在检查过空气开关以及高低压熔断器之后，还应全面检查电压回路，并对接头位置的接触状态引起重视，对电缆的安装质量应当严格控制，防止产生断线等一系列故障。
2.3变压器异常问题
变压器是电力工程变电站中常用的设备，也是较常出现异常情况的设备。在正常运行时，变压器经常会出现嗡嗡声，声音节奏性较强。究其原因，通常是因为变压器存在一定程度的接地故障，或者发生短路问题，或者其内部出现零件接触不良等问题，就会导致变压器产生异常响动。除此之外，在运行阶段，若变压器在启动时，运行功率超出了额定负载，也会在变压器运行引起剧烈响动。
3过电压的保护措施
3.1设备外部过电压保护
导致电气一次设备产生外部过电压现象的最主要因素为遭受雷击等极端自然因素的影响，对此，为防范和降低设备外部过电压的发生，可采取以下保护措施：（1）强化出线设备保护，设备管理人员可采用架空方式架设出线设备，也即采用塔杆接地方式对出线设备进行架设，这样不仅能有效降低雷电直接击中出线设备线路中绝缘子闪络的次数和降低雷电击中出线设备线路的概率，从而能有效保护出线设备线路行程，同时有效降低电气一次设备跳闸的概率，从而能有效预防和降低设备过电压现象的发生。（2）在设备外部装设多种防雷保护装置，为降低雷击对电气一次设备运行造成的不良影响和降低其外部过电压现象发生率，设备管理人员还需在电气一次设备外部装设多种防雷保护装置，如GIS设备、防雷接地、电容器组等，利用这些防雷保护装置可对电气一次设备进行集中保护，从而能有效防范其因雷击而发生过电压危害。（3）针对变电系统的避雷器，25项应对措施要求每年在雷雨季节前后各进行一次避雷器的带电交流试验，每3年对避雷器进行一次停电直流试验。每年要对厂房等建筑防雷设施进行检测，每年要对全厂的接地网做引上线接地导通等，这些规范都是要严格执行的。
3.2主变压一次设备过电压的具体保护措施
现阶段，主变压一次设备的过电压参数的主要影响因素包括两种：一是空载变压设备开断；二是短路系统实际灭弧能力。据相关调查显示，变压设备的磁场能在全部转变为电能时，绕组电容测量得出的电压值达到峰值。为此，电力生产单位可以选择装设纠结式绕组，来提高绕组的电容容量，同时采用直接接地的方式来保护主变高压器，并将一组避雷设备安装在主变低压PT柜内，最大限度的避免设备遭受电击的次数，为供电系统的稳定、安全运行提供技术支持。
3.3建构设备维修体系
从变电站运行角度及从一次设备出现热故障因素来看，将严重增加电能传输的损耗，如未能对此类问题进行及时处理，将增加设备无法正常工作的风险。针对此类现象，企业应建立维修体系，确保一次设备在整个工作体系中可保持一定的稳定性。
结语
电气一次设备对电力系统稳定电压值具有较高的要求。然而，在实际运行过程中，受设备自身所产生的内部能量、操作人员不当及外部环境因素的影响，其常常会出现过电压现象，一旦其发生过电压现象，不仅会影响设备运行质量和使用寿命，同时还可能威胁相关工作人员的人身安全和给其企业造成较大的经济损失。对此，就需要设备管理人员积极探索电气一次设备过电压保护措施，如规避电气设备老化、突发事故引起的设备内部过电压。通过强化出线设备保护及在设备外部装设多种防雷保护装置做好设备外部过电压保护，做好主变压器过电压保护，利用这些措施将能有效防范和降低电气一次设备过电压发生率，从而有助于保障设备正常稳定运行。
参考文献
[1] 刘辉.水电厂电气一次设备的检修及过电压保护[J].区域治理，2018，2（31)：203-205.
[2]阮宁毅.浅谈变电站电气一次设备安装工程的质量控制[A].《建筑科技与管理》组委会.2019年4月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会:北京恒盛博雅国际文化交流中心,2019:66-67.
[3]变电站电气一次设备的热故障原因及解决措施研究[J].吴涛.工程技术研究.2020(04)