電氣一次設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)措施探討

徐康

摘 要：在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平明顯提高、社會(huì)大眾用電量激增的情況下，中國(guó)電廠的建設(shè)受到重視，電廠數(shù)量、規(guī)模都不斷增大，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生了重要的影響。但是在電廠的運(yùn)行過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)電氣設(shè)備過(guò)電壓現(xiàn)象，造成巨大的影響。因此十分有必要針對(duì)電氣設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)進(jìn)行研究，在明確具體情況的基礎(chǔ)上，提出保護(hù)方案，維護(hù)電氣一次設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電氣一次設(shè)備 過(guò)電壓 保護(hù)措施

中圖分類號(hào)：TM862文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-9082（2019）10-0218-01

在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，一般對(duì)穩(wěn)定電壓值的要求相對(duì)較高，特別是在特殊情況下如果形成了電壓異常升高的問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)電磁波動(dòng)的問(wèn)題，電壓超過(guò)電力系統(tǒng)承受力，形成電力設(shè)備損壞的情況。因此為了保障電力設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，在電力系統(tǒng)運(yùn)行方面要針對(duì)電氣一次設(shè)備過(guò)電壓進(jìn)行研究，明確過(guò)電壓的影響、產(chǎn)生的原因等，制定合理的過(guò)電壓保護(hù)方案，避免過(guò)電壓對(duì)電氣一次設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的不良影響。

一、過(guò)電壓的概念和特點(diǎn)

過(guò)電壓顧名思義就是超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)工作幅度的電壓，過(guò)電壓會(huì)對(duì)電氣一次設(shè)備的運(yùn)行造成嚴(yán)重的危害。一般情況下，過(guò)電壓的幅度存在明顯的差異，如果是小幅度的過(guò)電壓則不會(huì)對(duì)電氣一次設(shè)備產(chǎn)生巨大的危害，而如果是大幅度的過(guò)電壓，則會(huì)對(duì)電氣一次設(shè)備造成毀滅性的打擊[1]。因此電氣一次設(shè)備過(guò)電壓?jiǎn)栴}要引發(fā)高度重視。對(duì)過(guò)電壓的類別進(jìn)行劃分，能分為內(nèi)部過(guò)電壓和外部過(guò)電壓，外部過(guò)電壓的形成與自然因素存在直接的關(guān)系，內(nèi)部過(guò)電壓的形成往往受到電氣系統(tǒng)內(nèi)部能量變化的影響，主要涉及到諧振過(guò)電壓、工頻過(guò)電壓以及操作過(guò)電壓幾個(gè)方面，不同類型的過(guò)電壓對(duì)電氣一次設(shè)備的影響存在差異，需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行具體分析，制定有針對(duì)性的過(guò)電壓保護(hù)方案。

二、過(guò)電壓對(duì)電氣一次設(shè)備的影響

過(guò)電壓的幅度和分類等決定其形成過(guò)程中對(duì)電氣一次設(shè)備的影響存在明顯的差異。在研究中對(duì)過(guò)電壓的影響進(jìn)行分析，能看出電廠電氣一次設(shè)備的主要用途是發(fā)電、配電以及傳輸，結(jié)合電氣一次設(shè)備的應(yīng)用情況加以探究，可以發(fā)現(xiàn)外部過(guò)電壓幅度大小與雷擊強(qiáng)度存在直接的關(guān)系，電氣設(shè)備承受雷擊的強(qiáng)度不同過(guò)電壓對(duì)電氣設(shè)備產(chǎn)生的危害也存在明顯的差異[2]。諧振過(guò)電壓的危害一般相對(duì)較大，是破壞性最強(qiáng)的內(nèi)部過(guò)電壓，能對(duì)中低壓電網(wǎng)產(chǎn)生直接的危害，并且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，在電氣一次設(shè)備損壞后后期修復(fù)難度大。操作過(guò)電壓對(duì)電氣一次設(shè)備的影響主要體現(xiàn)在操作開關(guān)狀態(tài)方面，并且其影響呈現(xiàn)出成倍增長(zhǎng)的情況，也會(huì)對(duì)電氣一次設(shè)備產(chǎn)生大程度的影響。工頻過(guò)電壓的影響較小，但是需要注意的是如果處于超高壓狀態(tài)并且正在實(shí)施遠(yuǎn)距離輸電時(shí)產(chǎn)生工頻過(guò)電壓，則會(huì)對(duì)電氣一次設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生直接的危害。

三、過(guò)電壓產(chǎn)生的原因

1.電力外輸線路因素

在電廠開展輸電工作過(guò)程中電力外輸工作往往會(huì)選擇遠(yuǎn)距離高壓專用輸電線路，這種線路的應(yīng)用能提高輸電效率，但是受到路程遠(yuǎn)、情況復(fù)雜的影響，往往會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓?jiǎn)栴}。在電廠實(shí)際操作方面，發(fā)電機(jī)的運(yùn)行會(huì)引發(fā)勵(lì)磁問(wèn)題，進(jìn)而擾動(dòng)電磁，最終造成電氣設(shè)備運(yùn)行方面形成過(guò)電壓的情況。此外，在電容效應(yīng)、不對(duì)稱接地等因素的影響下，遠(yuǎn)距離高壓專用輸電線路輸電方面也會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓的問(wèn)題。

2.出線設(shè)備因素

出線設(shè)備方面過(guò)電壓?jiǎn)栴}的形成與風(fēng)雨雷電等極端自然現(xiàn)象存在關(guān)系，可以說(shuō)風(fēng)雨雷電等自然現(xiàn)象是導(dǎo)致出現(xiàn)出線設(shè)備外部過(guò)電壓的最重要因素之一。在電廠實(shí)際工作中，如果出線設(shè)備受到風(fēng)雨雷電等極端天氣的影響，會(huì)引發(fā)電力系統(tǒng)跳閘的問(wèn)題，嚴(yán)重的情況下會(huì)對(duì)輸電線路產(chǎn)生不良影響，引發(fā)過(guò)電壓?jiǎn)栴}。

3.主變壓器因素

在電廠實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中主變壓器側(cè)斷路器往往會(huì)出現(xiàn)開斷空載問(wèn)題，在主變壓器出現(xiàn)問(wèn)題后，通常情況下會(huì)伴隨出現(xiàn)斷流器切斷微弱電流的狀況，按照物理學(xué)理論，在磁場(chǎng)能量完全實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的轉(zhuǎn)化時(shí)，繞組電容電壓會(huì)受到影響明顯的增大，此時(shí)過(guò)電壓、繞組電壓以及主變勵(lì)磁之間存在正比例關(guān)系，繞組和主變勵(lì)磁增加的情況下電壓值也會(huì)隨之增加，因此可以得出主變壓器方面的因素也會(huì)導(dǎo)致過(guò)電壓現(xiàn)象[3]。

4.發(fā)電機(jī)的中心點(diǎn)因素

電廠生產(chǎn)工作中往往會(huì)選擇將發(fā)電機(jī)中心點(diǎn)連接到高電阻接變壓器上，然后在分別針對(duì)設(shè)備實(shí)施接地處理，便于使用。在設(shè)備運(yùn)行方面，高電阻接變壓器變比值明顯偏高，能有效控制電氣設(shè)備出現(xiàn)過(guò)電壓過(guò)高的問(wèn)題，有效降低中心點(diǎn)絕緣壓力。同時(shí)，部分電廠會(huì)借助變壓器對(duì)電壓值的變化幅度加以控制，規(guī)避諧振過(guò)電壓的問(wèn)題，但是這種措施在實(shí)際應(yīng)用中往往會(huì)由于電氣設(shè)備自身絕緣地帶，影響使用壽命，對(duì)過(guò)電壓保護(hù)產(chǎn)生消極影響。

三、電氣一次設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)措施

針對(duì)電氣一次設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)工作，對(duì)于保護(hù)措施的探索，需要結(jié)合不同的工作方向制定差異化的工作方案，提高過(guò)電壓保護(hù)工作水平，促進(jìn)電氣一次設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，使電廠高效化發(fā)展過(guò)程中能創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1.設(shè)備雷擊過(guò)電壓保護(hù)

電氣一次設(shè)備遭受雷擊產(chǎn)生的過(guò)電壓是形成外部過(guò)電壓的最重要因素，因此在電廠開展過(guò)電壓保護(hù)工作的過(guò)程中，要注意重點(diǎn)從兩個(gè)方面采取保護(hù)措施。

其一，加強(qiáng)對(duì)出線設(shè)備的保護(hù)。電廠運(yùn)行方面借助架空方式完成對(duì)出線設(shè)備的架設(shè)，能加強(qiáng)對(duì)出線設(shè)備過(guò)電壓的保護(hù)，在具體工作中主要是采用降低雷電直擊線路中絕緣子閃絡(luò)的次數(shù)，避免雷電擊中線路，對(duì)線路行程保護(hù)，使電氣設(shè)備跳閘的幾率能得到有效的控制，避免電氣設(shè)備行程過(guò)電壓的問(wèn)題。電廠在架空出線的過(guò)程中，一般會(huì)開展試驗(yàn)分析工作，合理采用塔桿接地的方式，科學(xué)有效的降低雷擊過(guò)電壓不良影響[4]。

其二，鋪設(shè)多種防雷保護(hù)裝置，一般所設(shè)置的避雷裝置涉及到防雷接地、GIS設(shè)備以及電容器組等，在這些設(shè)備的集中保護(hù)下，能實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)電壓危害的有效控制，降低雷擊過(guò)電壓保護(hù)的不良影響，提高電氣一次設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)工作效果。

2.設(shè)備內(nèi)部過(guò)電壓保護(hù)

針對(duì)設(shè)備內(nèi)部過(guò)電壓保護(hù)，一般會(huì)采用人為控制的方法，制定多種類型的保護(hù)方案，突出電氣一次設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)工作的整體效能。

其一，降低突發(fā)事件引起的負(fù)荷突變過(guò)電壓形成幾率。在具體開展實(shí)踐操作工作的過(guò)程中，如果出現(xiàn)突發(fā)事故往往會(huì)形成電壓急劇升高的情況，引發(fā)電氣一次設(shè)備過(guò)電壓的問(wèn)題。所以要人為關(guān)注突發(fā)事件的預(yù)防和處理工作，可以嘗試在電機(jī)側(cè)裝設(shè)相應(yīng)的勵(lì)磁系統(tǒng)，對(duì)電樞反應(yīng)情況實(shí)施合理化的控制，也可以引入限制空載線路的手段對(duì)長(zhǎng)線路電容效應(yīng)實(shí)施科學(xué)化的控制，亦或是在良種方法的協(xié)同作用下，降低突發(fā)事故引發(fā)過(guò)電壓?jiǎn)栴}對(duì)生產(chǎn)工作的不良影響[5]。

其二，降低電氣設(shè)備老化引起的負(fù)荷突變過(guò)電壓形成幾率。在電廠運(yùn)行方面，電氣設(shè)備老化或者相關(guān)的因素也會(huì)造成接地故障的問(wèn)題，引發(fā)過(guò)電壓的情況。因此按照數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果，綜合分析單相接地產(chǎn)生的電壓值，要對(duì)避雷設(shè)備滅弧電壓實(shí)施有效控制。一般情況下，避雷器直接接地相電壓應(yīng)該控制在正常電壓0.8倍的范圍內(nèi)，提高避雷針的使用壽命，減少有電氣設(shè)備老化引發(fā)過(guò)電壓?jiǎn)栴}。

3.主變壓器過(guò)電保護(hù)

由于主變壓器產(chǎn)生的過(guò)電壓?jiǎn)栴}往往與斷路器滅弧能力強(qiáng)弱、開斷空載變壓器功率大小存在直接的關(guān)系，因此針對(duì)主變壓器開展過(guò)電保護(hù)工作的過(guò)程中，要注意結(jié)合這兩個(gè)點(diǎn)進(jìn)行探究。按照W=0.5·LB·I02+0.5X公式以及能量守恒定律能進(jìn)行合理化的推導(dǎo)，在磁場(chǎng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的完全轉(zhuǎn)化時(shí)，繞組電容電壓值會(huì)達(dá)到最大的狀態(tài)，此時(shí)電廠為了開展過(guò)電壓保護(hù)工作，可以使用糾結(jié)式繞組增加繞組的電容容量，并同時(shí)設(shè)置接地措施實(shí)現(xiàn)對(duì)主變高壓器的有效保護(hù)[6]。在開展主變壓器保護(hù)工作的過(guò)程中，可以嘗試在主變低壓PT柜內(nèi)，適當(dāng)?shù)陌惭b避雷設(shè)備，降低主變低壓側(cè)受到雷擊產(chǎn)生過(guò)電壓的問(wèn)題，確保在達(dá)到安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，能實(shí)現(xiàn)對(duì)工程運(yùn)行成本的科學(xué)合理控制。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，在深入推進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展的社會(huì)背景下，我國(guó)用電量呈現(xiàn)出逐漸激增的發(fā)展態(tài)勢(shì)，對(duì)電場(chǎng)電力生產(chǎn)工作的開展提出了更高的要求。因此在電廠運(yùn)行生產(chǎn)方面，為了能對(duì)電氣一次設(shè)備過(guò)電壓現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)有效的控制，降低電氣一次設(shè)備過(guò)電壓產(chǎn)生的消極影響，就要針對(duì)過(guò)電壓形成的影響和成因等進(jìn)行分析，重點(diǎn)針對(duì)過(guò)電壓保護(hù)工作的開展進(jìn)行深入系統(tǒng)的探究，確保所得出的研究結(jié)果能為電氣一次設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行提供相應(yīng)的支持和保障。

參考文獻(xiàn)

[1]查建華.萬(wàn)安溪電廠電氣一次設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)問(wèn)題與對(duì)策探討[J].福建水力發(fā)電，2017（2）：45-46.

[2]羅樂(lè).電氣一次設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)措施探討[J].通訊世界，2017（12）：173-174.

[3]王久建.電廠電氣一次設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)措施探討[J].黑龍江科技信息，2016（23）：251.

[4]蘇瑞林.試論電廠電氣一次設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)措施[J].無(wú)線互聯(lián)科技，2015（20）：133-134.

[5]韓春輝.試論電廠電氣一次設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)措施[J].科技與企業(yè)，2015（7）：179.

[6]郭翔.電廠電氣一次設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)措施探討[J].通訊世界，2014（14）：51-52.