220kV變電站運(yùn)行操作過(guò)程中的過(guò)電壓分析與防范

鐘興

摘 要：隨著城市化建設(shè)的加快，居民對(duì)用電提出了更高的要求，電力的使用逐漸變成了居民生活的關(guān)鍵。在這種情況下，我國(guó)的電網(wǎng)得到極大的發(fā)展和進(jìn)步，成為了我國(guó)生產(chǎn)的重要能源之一。結(jié)合當(dāng)下我國(guó)電力發(fā)展的新形勢(shì)，用電和人民生活密切聯(lián)系，電力系統(tǒng)一旦出現(xiàn)任何差錯(cuò)將會(huì)給人民生活帶來(lái)巨大影響，甚至威脅到人身安全。220kV變電站是電力供應(yīng)中關(guān)鍵的一環(huán)，不當(dāng)?shù)牟僮鬟^(guò)程會(huì)讓電力供應(yīng)不足，威脅工作人員的安全。所以說(shuō)，防范操作過(guò)程中的問(wèn)題，全面提高變電站技術(shù)是急需解決的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：變電站 運(yùn)行操作 過(guò)電壓

中圖分類號(hào)：TM864 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）02（a）-00-02

城市化建設(shè)加快是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的結(jié)果，在這之下，雖然電網(wǎng)建設(shè)不斷發(fā)展，但仍不足以滿足現(xiàn)在220kV變電站的需求。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，過(guò)壓、諧振等的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，不僅會(huì)影響設(shè)備的使用壽命，還給企業(yè)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此，研究變電站的操作技術(shù)，分析其中存在的問(wèn)題就顯得很重要。為此，該文提出了一些自己的看法，能夠保證變電站持續(xù)、安全地輸出。

1 過(guò)電壓現(xiàn)象及原因

1.1 變電站的過(guò)電壓現(xiàn)象

變電站過(guò)電壓現(xiàn)象主要是指變電站在運(yùn)行過(guò)程中因?yàn)殡娢坏耐蝗簧呋蛘呓档?，從而?dǎo)致電壓不穩(wěn)定的現(xiàn)象。變電站過(guò)電壓現(xiàn)象主要分為兩種類型：諧振過(guò)電壓和操作過(guò)電壓。這兩種過(guò)電壓造成的危害不同，產(chǎn)生的原因也完全不同。操作過(guò)電壓顧名思義是因?yàn)椴僮魅藛T操作不當(dāng)而引起的變電站回路出現(xiàn)差錯(cuò)，電路電流無(wú)法正常流通而導(dǎo)致的電壓不穩(wěn)定，表現(xiàn)為電壓突然升高或者降低。諧振過(guò)電壓是由于電壓自成回路，繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生自振，從而使電壓周期性變化，讓用戶使用的電器過(guò)負(fù)荷工作。兩種過(guò)電壓都會(huì)產(chǎn)生危害，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看，諧振過(guò)電壓的危害要大于操作過(guò)電壓，因?yàn)椴僮鬟^(guò)電壓出現(xiàn)后，只要糾正操作錯(cuò)誤，解決電路出現(xiàn)的差錯(cuò)就能避免；而諧振過(guò)電壓持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)，并且諧振現(xiàn)象不穩(wěn)定，分析雖然相對(duì)簡(jiǎn)單，但想要將原因一一對(duì)應(yīng)就很麻煩。工作人需要制定完整策略來(lái)預(yù)防過(guò)電壓現(xiàn)象產(chǎn)生。

1.2 變電壓的過(guò)電壓現(xiàn)象產(chǎn)生的原因

產(chǎn)生過(guò)電壓現(xiàn)象的原因不止一個(gè)，此文只分析其中常見的幾種。首先，變電站是承包式建設(shè)成的，這種情況下就難以保證變電站是完全按照技術(shù)人員要求完成的，很有可能在施工焊接等方面存在問(wèn)題。施工單位無(wú)法保證在正確的地點(diǎn)使用正確的參數(shù)進(jìn)行工作，而這些問(wèn)題將會(huì)給后來(lái)的使用埋下隱患。焊接點(diǎn)位達(dá)不到要求就會(huì)使電流在流經(jīng)時(shí)熱效應(yīng)不足，影響后續(xù)工作性能。其次，變電站大部分都不是一次建成的，而是經(jīng)過(guò)常年累月的建設(shè)，一般來(lái)說(shuō)，變電站是邊建設(shè)邊使用。這種情況下，新變電站和老變電站在對(duì)接使用中，對(duì)舊的變電站的監(jiān)測(cè)不夠全面，其內(nèi)部問(wèn)題沒(méi)有檢查出來(lái)，就會(huì)造成操作過(guò)電壓。變電站在使用時(shí)，其中的電器元件會(huì)無(wú)可避免地?fù)p耗，這些不可控因素的影響大大提高了過(guò)電壓發(fā)生的頻率，不能達(dá)到保護(hù)系統(tǒng)的要求。最后，220kV是一個(gè)很高的電壓，電感現(xiàn)象很容易發(fā)生，不管選擇哪種連接方式，都會(huì)讓系統(tǒng)處于一個(gè)過(guò)電壓狀態(tài)。

1.3 諧振過(guò)電壓原因分析

諧振過(guò)電壓是一個(gè)比較特殊的狀態(tài)，跟操作過(guò)電壓有很大的不同，這里單獨(dú)介紹。變電站產(chǎn)生諧振過(guò)電壓究其根本，在于主變電器和電感線圈。主變電器和電感線圈在使用過(guò)程中，由于損電流和磁化電流一起構(gòu)成空載電流，使這兩個(gè)部分產(chǎn)生了飽和，就會(huì)有比較大的幾率產(chǎn)生諧振現(xiàn)象。諧振主要有兩種：串聯(lián)諧振過(guò)電壓、并聯(lián)諧振過(guò)電壓。串聯(lián)諧振過(guò)電壓是當(dāng)進(jìn)行分合閘操作時(shí)，會(huì)使設(shè)備處于短暫的暫停狀態(tài)，改變鐵芯的飽和狀態(tài)，而鐵芯的飽和狀態(tài)又決定了電感現(xiàn)象的程度，設(shè)備就會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓現(xiàn)象。并聯(lián)諧振過(guò)電壓多見于小型系統(tǒng)，在節(jié)流的一瞬間，電感中的磁場(chǎng)能可能轉(zhuǎn)化為電能，就會(huì)有較大幾率發(fā)生諧振現(xiàn)象，同時(shí)出現(xiàn)過(guò)電壓。

2 220kV變電壓過(guò)電壓現(xiàn)象防范措施

2.1 改進(jìn)220kV變電壓系統(tǒng)

改進(jìn)變電站的操作系統(tǒng)能大大降低過(guò)電壓現(xiàn)象的發(fā)生。如果能夠保證變電站自身安全運(yùn)行，將對(duì)與之相應(yīng)有關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)和設(shè)備的防范水平產(chǎn)生直接影響。在進(jìn)行改進(jìn)時(shí)需要注意，不同的設(shè)備參數(shù)是不同的。例如，電壓互感器與鐵芯都直接影響過(guò)電壓的產(chǎn)生，兩者聯(lián)系緊密，但調(diào)控時(shí)的區(qū)別很大，需要注意。提升系統(tǒng)是一個(gè)很廣泛的說(shuō)法，除了改進(jìn)設(shè)備參數(shù)外，還可以改變系統(tǒng)的繞組方式。目前，最新型的繞組方式是糾結(jié)式繞組，讓繞組間的一匝線圈直接接入電表上對(duì)應(yīng)的線圈。一個(gè)簡(jiǎn)單的改變，就能避免電位差的產(chǎn)生，讓電位分布穩(wěn)定。另外，還可以提高鐵芯的制造工藝。鐵芯和變電站磁化、鐵損電流有很大關(guān)系，用現(xiàn)代化的新工藝制成的冷軋晶粒，能大大減少空載電流的產(chǎn)生，消耗由于磁場(chǎng)而產(chǎn)生的電能。其次，用并聯(lián)式開關(guān)連接能更好截流鐵損電流，起到相同的效果。

2.2 增加電容器電容量，減小空載電流

提高電容器的電容量相當(dāng)于提高了變電站的總負(fù)荷。電容器一直是變電站重要組成成分之一，在當(dāng)前的技術(shù)條件下，技術(shù)人員可以通過(guò)各種各樣的形式有效提升220kV變電站電容器電力能源的具體容量，使電感現(xiàn)象的發(fā)生大大降低。目前常見的措施有，纏繞更多的線圈或者將兩個(gè)線圈當(dāng)中的一個(gè)插入到另一個(gè)之中，兩種方式都很簡(jiǎn)單，也很節(jié)省資金，并且都能有效提升220kV變電站電容器的總體電容含量?？蛰d電流對(duì)于變電站來(lái)說(shuō)百害無(wú)一益，減少空載電流的方法也有很多，具體實(shí)施下來(lái)，道閘技術(shù)是最為簡(jiǎn)便和實(shí)用的。道閘具體操作是，當(dāng)電力運(yùn)行受阻，產(chǎn)生空載電流時(shí)，電流能夠自行斷路，降低進(jìn)一步的風(fēng)險(xiǎn)。但是，要注意的是，如果這時(shí)候由于空載電流引起的過(guò)電壓現(xiàn)象沒(méi)有緩解的話，就需要派員工去了解情況，及時(shí)切斷整個(gè)能源輸送的回路電閘。

2.3 控制投切空載變電壓

投切空載變電壓主要是空載電流產(chǎn)生的。所以，減弱空載電流能一定程度上緩解投切空載變電壓。除了用道閘技術(shù)阻止空載電流的產(chǎn)生外，還能通過(guò)改變鐵芯構(gòu)造和質(zhì)量控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際操作過(guò)程中還要注重鐵芯的保養(yǎng)和維護(hù)。另外，設(shè)備質(zhì)量的好壞也會(huì)對(duì)投切空載變電壓產(chǎn)生嚴(yán)重影響，母線設(shè)備是其中很重要的一環(huán)。經(jīng)過(guò)專業(yè)人員的分析，如果能控制母線設(shè)備在450PF以內(nèi)就能很好地避免空載變電壓。在對(duì)母線充電時(shí)，想要避免因?yàn)槌潆娨鹂蛰d電流而引發(fā)的空載電壓，可以將母線中的小電流系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地。大電流母線應(yīng)經(jīng)變壓器消弧線圈后，接地。最后經(jīng)相關(guān)測(cè)試，采用新的技術(shù)也可以防止空載變電壓的產(chǎn)生，如采用互感式電壓互感器，可以有效防止斷路器斷口電容產(chǎn)生空載電流，阻止空載變電壓，增強(qiáng)操作的安全性與可行性。

3 結(jié)語(yǔ)

綜合全文，城市化建設(shè)的加快使城市用電量越來(lái)越大，目前的生活時(shí)時(shí)刻刻都離不開電，對(duì)我國(guó)電網(wǎng)要求也更高了，220kV變電站技術(shù)已成為居民、社會(huì)的根本。在220kV變電站運(yùn)行過(guò)程中，就如問(wèn)題分析的那樣，諧振是無(wú)法避免的，如何緩解諧振帶來(lái)的影響，減小過(guò)電壓帶來(lái)的損失，具有十分深刻的研究意義。因此，電站人員和政府必須開展針對(duì)性的作業(yè)，保障變電站安全運(yùn)行和電站人員安全。相信隨著技術(shù)的不斷深入，對(duì)變電站控制的穩(wěn)定，國(guó)家電網(wǎng)的可持續(xù)輸出將帶給人民和社會(huì)巨大的福利。

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