220kV变电站运行操作过程中的过电压分析与防范

钟兴

摘 要：随着城市化建设的加快，居民对用电提出了更高的要求，电力的使用逐渐变成了居民生活的关键。在这种情况下，我国的电网得到极大的发展和进步，成为了我国生产的重要能源之一。结合当下我国电力发展的新形势，用电和人民生活密切联系，电力系统一旦出现任何差错将会给人民生活带来巨大影响，甚至威胁到人身安全。220kV变电站是电力供应中关键的一环，不当的操作过程会让电力供应不足，威胁工作人员的安全。所以说，防范操作过程中的问题，全面提高变电站技术是急需解决的问题。

关键词：变电站 运行操作 过电压

中图分类号：TM864 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）02（a）-00-02

城市化建设加快是我国经济发展的结果，在这之下，虽然电网建设不断发展，但仍不足以满足现在220kV变电站的需求。在实际运行过程中，过压、谐振等的现象经常发生，不仅会影响设备的使用寿命，还给企业造成巨大经济损失。因此，研究变电站的操作技术，分析其中存在的问题就显得很重要。为此，该文提出了一些自己的看法，能够保证变电站持续、安全地输出。

1 过电压现象及原因

1.1 变电站的过电压现象

变电站过电压现象主要是指变电站在运行过程中因为电位的突然升高或者降低，从而导致电压不稳定的现象。变电站过电压现象主要分为两种类型：谐振过电压和操作过电压。这两种过电压造成的危害不同，产生的原因也完全不同。操作过电压顾名思义是因为操作人员操作不当而引起的变电站回路出现差错，电路电流无法正常流通而导致的电压不稳定，表现为电压突然升高或者降低。谐振过电压是由于电压自成回路，继续运转过程中会产生自振，从而使电压周期性变化，让用户使用的电器过负荷工作。两种过电压都会产生危害，但从长远角度来看，谐振过电压的危害要大于操作过电压，因为操作过电压出现后，只要纠正操作错误，解决电路出现的差错就能避免；而谐振过电压持续的时间长，并且谐振现象不稳定，分析虽然相对简单，但想要将原因一一对应就很麻烦。工作人需要制定完整策略来预防过电压现象产生。

1.2 变电压的过电压现象产生的原因

产生过电压现象的原因不止一个，此文只分析其中常见的几种。首先，变电站是承包式建设成的，这种情况下就难以保证变电站是完全按照技术人员要求完成的，很有可能在施工焊接等方面存在问题。施工单位无法保证在正确的地点使用正确的参数进行工作，而这些问题将会给后来的使用埋下隐患。焊接点位达不到要求就会使电流在流经时热效应不足，影响后续工作性能。其次，变电站大部分都不是一次建成的，而是经过常年累月的建设，一般来说，变电站是边建设边使用。这种情况下，新变电站和老变电站在对接使用中，对旧的变电站的监测不够全面，其内部问题没有检查出来，就会造成操作过电压。变电站在使用时，其中的电器元件会无可避免地损耗，这些不可控因素的影响大大提高了过电压发生的频率，不能达到保护系统的要求。最后，220kV是一个很高的电压，电感现象很容易发生，不管选择哪种连接方式，都会让系统处于一个过电压状态。

1.3 谐振过电压原因分析

谐振过电压是一个比较特殊的状态，跟操作过电压有很大的不同，这里单独介绍。变电站产生谐振过电压究其根本，在于主变电器和电感线圈。主变电器和电感线圈在使用过程中，由于损电流和磁化电流一起构成空载电流，使这两个部分产生了饱和，就会有比较大的几率产生谐振现象。谐振主要有两种：串联谐振过电压、并联谐振过电压。串联谐振过电压是当进行分合闸操作时，会使设备处于短暂的暂停状态，改变铁芯的饱和状态，而铁芯的饱和状态又决定了电感现象的程度，设备就会出现过电压现象。并联谐振过电压多见于小型系统，在节流的一瞬间，电感中的磁场能可能转化为电能，就会有较大几率发生谐振现象，同时出现过电压。

2 220kV变电压过电压现象防范措施

2.1 改进220kV变电压系统

改进变电站的操作系统能大大降低过电压现象的发生。如果能够保证变电站自身安全运行，将对与之相应有关联的系统和设备的防范水平产生直接影响。在进行改进时需要注意，不同的设备参数是不同的。例如，电压互感器与铁芯都直接影响过电压的产生，两者联系紧密，但调控时的区别很大，需要注意。提升系统是一个很广泛的说法，除了改进设备参数外，还可以改变系统的绕组方式。目前，最新型的绕组方式是纠结式绕组，让绕组间的一匝线圈直接接入电表上对应的线圈。一个简单的改变，就能避免电位差的产生，让電位分布稳定。另外，还可以提高铁芯的制造工艺。铁芯和变电站磁化、铁损电流有很大关系，用现代化的新工艺制成的冷轧晶粒，能大大减少空载电流的产生，消耗由于磁场而产生的电能。其次，用并联式开关连接能更好截流铁损电流，起到相同的效果。

2.2 增加电容器电容量，减小空载电流

提高电容器的电容量相当于提高了变电站的总负荷。电容器一直是变电站重要组成成分之一，在当前的技术条件下，技术人员可以通过各种各样的形式有效提升220kV变电站电容器电力能源的具体容量，使电感现象的发生大大降低。目前常见的措施有，缠绕更多的线圈或者将两个线圈当中的一个插入到另一个之中，两种方式都很简单，也很节省资金，并且都能有效提升220kV变电站电容器的总体电容含量。空载电流对于变电站来说百害无一益，减少空载电流的方法也有很多，具体实施下来，道闸技术是最为简便和实用的。道闸具体操作是，当电力运行受阻，产生空载电流时，电流能够自行断路，降低进一步的风险。但是，要注意的是，如果这时候由于空载电流引起的过电压现象没有缓解的话，就需要派员工去了解情况，及时切断整个能源输送的回路电闸。

2.3 控制投切空载变电压

投切空载变电压主要是空载电流产生的。所以，减弱空载电流能一定程度上缓解投切空载变电压。除了用道闸技术阻止空载电流的产生外，还能通过改变铁芯构造和质量控制来实现。在实际操作过程中还要注重铁芯的保养和维护。另外，设备质量的好坏也会对投切空载变电压产生严重影响，母线设备是其中很重要的一环。经过专业人员的分析，如果能控制母线设备在450PF以内就能很好地避免空载变电压。在对母线充电时，想要避免因为充电引起空载电流而引发的空载电压，可以将母线中的小电流系统中性点直接接地。大电流母线应经变压器消弧线圈后，接地。最后经相关测试，采用新的技术也可以防止空载变电压的产生，如采用互感式电压互感器，可以有效防止断路器断口电容产生空载电流，阻止空载变电压，增强操作的安全性与可行性。

3 结语

综合全文，城市化建设的加快使城市用电量越来越大，目前的生活时时刻刻都离不开电，对我国电网要求也更高了，220kV变电站技术已成为居民、社会的根本。在220kV变电站运行过程中，就如问题分析的那样，谐振是无法避免的，如何缓解谐振带来的影响，减小过电压带来的损失，具有十分深刻的研究意义。因此，电站人员和政府必须开展针对性的作业，保障变电站安全运行和电站人员安全。相信随着技术的不断深入，对变电站控制的稳定，国家电网的可持续输出将带给人民和社会巨大的福利。

参考文献

[1] 姜綦川，宋文武，陈次昌，等.电网谐振过电压产生原因及防范措施[J].西华大学学报：自然科学版，2009（5）：38-39.

[2] 汪湲，沈倩.关于220kV东门变电站操作过电压的分析及抑制对策[J].山东电力高等专科学校学报，2015（6）：61-62.