电气一次设备过电压保护措施探讨
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摘 要：在国民经济发展水平明显提高、社会大众用电量激增的情况下，中国电厂的建设受到重视，电厂数量、规模都不断增大，对社会经济的发展产生了重要的影响。但是在电厂的运行过程中，往往会出现电气设备过电压现象，造成巨大的影响。因此十分有必要针对电气设备过电压保护进行研究，在明确具体情况的基础上，提出保护方案，维护电气一次设备的稳定运行。
关键词：电气一次设备 过电压 保护措施
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2019）10-0218-01
在电力系统的运行过程中，一般对稳定电压值的要求相对较高，特别是在特殊情况下如果形成了电压异常升高的问题，就会导致出现电磁波动的问题，电压超过电力系统承受力，形成电力设备损坏的情况。因此为了保障电力设备的稳定运行，在电力系统运行方面要针对电气一次设备过电压进行研究，明确过电压的影响、产生的原因等，制定合理的过电压保护方案，避免过电压对电气一次设备产生严重的不良影响。
一、过电压的概念和特点
过电压顾名思义就是超过标准工作幅度的电压，过电压会对电气一次设备的运行造成严重的危害。一般情况下，过电压的幅度存在明显的差异，如果是小幅度的过电压则不会对电气一次设备产生巨大的危害，而如果是大幅度的过电压，则会对电气一次设备造成毁灭性的打击[1]。因此电气一次设备过电压问题要引发高度重视。对过电压的类别进行划分，能分为内部过电压和外部过电压，外部过电压的形成与自然因素存在直接的关系，内部过电压的形成往往受到电气系统内部能量变化的影响，主要涉及到谐振过电压、工频过电压以及操作过电压几个方面，不同类型的过电压对电气一次设备的影响存在差异，需要结合实际情况进行具体分析，制定有针对性的过电压保护方案。
二、过电压对电气一次设备的影响
过电压的幅度和分类等决定其形成过程中对电气一次设备的影响存在明显的差异。在研究中对过电压的影响进行分析，能看出电厂电气一次设备的主要用途是发电、配电以及传输，结合电气一次设备的应用情况加以探究，可以发现外部过电压幅度大小与雷击强度存在直接的关系，电气设备承受雷击的强度不同过电压对电气设备产生的危害也存在明显的差异[2]。谐振过电压的危害一般相对较大，是破坏性最强的内部过电压，能对中低压电网产生直接的危害，并且持续时间长，在电气一次设备损坏后后期修复难度大。操作过电压对电气一次设备的影响主要体现在操作开关状态方面，并且其影响呈现出成倍增长的情况，也会对电气一次设备产生大程度的影响。工频过电压的影响较小，但是需要注意的是如果处于超高压状态并且正在实施远距离输电时产生工频过电压，则会对电气一次设备运行产生直接的危害。
三、过电压产生的原因
1.电力外输线路因素
在电厂开展输电工作过程中电力外输工作往往会选择远距离高压专用输电线路，这种线路的应用能提高输电效率，但是受到路程远、情况复杂的影响，往往会出現过电压问题。在电厂实际操作方面，发电机的运行会引发励磁问题，进而扰动电磁，最终造成电气设备运行方面形成过电压的情况。此外，在电容效应、不对称接地等因素的影响下，远距离高压专用输电线路输电方面也会出现过电压的问题。
2.出线设备因素
出线设备方面过电压问题的形成与风雨雷电等极端自然现象存在关系，可以说风雨雷电等自然现象是导致出现出线设备外部过电压的最重要因素之一。在电厂实际工作中，如果出线设备受到风雨雷电等极端天气的影响，会引发电力系统跳闸的问题，严重的情况下会对输电线路产生不良影响，引发过电压问题。
3.主变压器因素
在电厂实际运行过程中主变压器侧断路器往往会出现开断空载问题，在主变压器出现问题后，通常情况下会伴随出现断流器切断微弱电流的状况，按照物理学理论，在磁场能量完全实现对电能的转化时，绕组电容电压会受到影响明显的增大，此时过电压、绕组电压以及主变励磁之间存在正比例关系，绕组和主变励磁增加的情况下电压值也会随之增加，因此可以得出主变压器方面的因素也会导致过电压现象[3]。
4.发电机的中心点因素
电厂生产工作中往往会选择将发电机中心点连接到高电阻接变压器上，然后在分别针对设备实施接地处理，便于使用。在设备运行方面，高电阻接变压器变比值明显偏高，能有效控制电气设备出现过电压过高的问题，有效降低中心点绝缘压力。同时，部分电厂会借助变压器对电压值的变化幅度加以控制，规避谐振过电压的问题，但是这种措施在实际应用中往往会由于电气设备自身绝缘地带，影响使用寿命，对过电压保护产生消极影响。
三、电气一次设备过电压保护措施
针对电气一次设备过电压保护工作，对于保护措施的探索，需要结合不同的工作方向制定差异化的工作方案，提高过电压保护工作水平，促进电气一次设备的稳定运行，使电厂高效化发展过程中能创造更大的经济效益和社会效益。
1.设备雷击过电压保护
电气一次设备遭受雷击产生的过电压是形成外部过电压的最重要因素，因此在电厂开展过电压保护工作的过程中，要注意重点从两个方面采取保护措施。
其一，加强对出线设备的保护。电厂运行方面借助架空方式完成对出线设备的架设，能加强对出线设备过电压的保护，在具体工作中主要是采用降低雷电直击线路中绝缘子闪络的次数，避免雷电击中线路，对线路行程保护，使电气设备跳闸的几率能得到有效的控制，避免电气设备行程过电压的问题。电厂在架空出线的过程中，一般会开展试验分析工作，合理采用塔杆接地的方式，科学有效的降低雷击过电压不良影响[4]。
其二，铺设多种防雷保护装置，一般所设置的避雷装置涉及到防雷接地、GIS设备以及电容器组等，在这些设备的集中保护下，能实现对过电压危害的有效控制，降低雷击过电压保护的不良影响，提高电气一次设备过电压保护工作效果。 2.设备内部过电压保护
针对设备内部过电压保护，一般会采用人为控制的方法，制定多种类型的保护方案，突出电气一次设备过电压保护工作的整体效能。
其一，降低突发事件引起的负荷突变过电压形成几率。在具体开展实践操作工作的过程中，如果出现突发事故往往会形成电压急剧升高的情况，引发电气一次设备过电压的问题。所以要人为关注突发事件的预防和处理工作，可以尝试在电机侧装设相应的励磁系统，对电枢反应情况实施合理化的控制，也可以引入限制空载线路的手段对长线路电容效应实施科学化的控制，亦或是在良种方法的协同作用下，降低突发事故引发过电压问题对生产工作的不良影响[5]。
其二，降低电气设备老化引起的负荷突变过电压形成几率。在电厂运行方面，电气设备老化或者相关的因素也会造成接地故障的问题，引发过电压的情况。因此按照数据计算结果，综合分析单相接地产生的电压值，要对避雷设备灭弧电压实施有效控制。一般情况下，避雷器直接接地相电压应该控制在正常电压0.8倍的范围内，提高避雷针的使用寿命，减少有电气设备老化引发过电压问题。
3.主变压器过电保护
由于主变压器产生的过电压问题往往与断路器灭弧能力强弱、开断空载变压器功率大小存在直接的关系，因此针对主变压器开展过电保护工作的过程中，要注意结合这两个点进行探究。按照W=0.5·LB·I02+0.5X公式以及能量守恒定律能进行合理化的推导，在磁场能实现对电能的完全转化时，绕组电容电压值会达到最大的状态，此时电厂为了开展过电压保护工作，可以使用纠结式绕组增加绕组的电容容量，并同时设置接地措施实现对主变高压器的有效保护[6]。在开展主变压器保护工作的过程中，可以尝试在主变低压PT柜内，适当的安装避雷设备，降低主变低压侧受到雷击产生过电压的问题，确保在达到安全生产标准的情况下，能实现对工程运行成本的科学合理控制。
结语：
综上所述，在深入推进国民经济建设和发展的社会背景下，我国用电量呈现出逐渐激增的发展态势，对电场电力生产工作的开展提出了更高的要求。因此在电厂运行生产方面，为了能对电气一次设备过电压现象实现有效的控制，降低电气一次设备过电压产生的消极影响，就要针对过电压形成的影响和成因等进行分析，重点针对过电压保护工作的开展进行深入系统的探究，确保所得出的研究结果能为电气一次设备稳定运行提供相应的支持和保障。
参考文献
[1]查建华.万安溪电厂电气一次设备过电压保护问题与对策探讨[J].福建水力发电，2017（2）：45-46.
[2]罗乐.电气一次设备过电压保护措施探讨[J].通讯世界，2017（12）：173-174.
[3]王久建.电厂电气一次设备过电压保护措施探讨[J].黑龙江科技信息，2016（23）：251.
[4]蘇瑞林.试论电厂电气一次设备过电压保护措施[J].无线互联科技，2015（20）：133-134.
[5]韩春辉.试论电厂电气一次设备过电压保护措施[J].科技与企业，2015（7）：179.
[6]郭翔.电厂电气一次设备过电压保护措施探讨[J].通讯世界，2014（14）：51-52.
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