电气一次设备过电压保护措施探讨

电气一次设备过电压保护措施探讨

王浩宇

河北大唐国际唐山热电有限责任公司，河北 唐山 063000

摘要：电力设施的完善和稳定，关系到整个电力供给的稳定。作为电气专业，在发电设备的一端，电气一次设备，是指直接用于生产、变换、输送、使用电能的设备，因此它的稳定和安全直接关系到电能输出的稳定与安全，是整个电力供应端，十分重要的一个环节。要做好电气一次设备的保护，特别是过电压的保护，是整个电气一次设备运行保护的关键一个环节。

关键词：高压；电气；安全管理。

引言：电气一次设备的过电压，是电气一次设备中一种电压异常的现象。这样的电压的异常，可能会破坏一次设备中的一些元件，导致一次电气设备发生异常甚至出现损坏，导致停机，严重者会产生较大的安全质量事故，是电站电气运行方面要严格杜绝的一种不利因素。为了更好地排除过电压对于一次电气设备造成的隐患，保证整个一次设备的安全稳定，需要对一次设备进行一定技术处理，采取一定的保护措施来对一次电气设备进行有效保护。本文通过对一次电气设备过电压保护措施的探讨，来找到更加合理的途径，使得电气一次设备更加安全，整个电能的输送和电站的运转更加稳定高效。

一、电气一次设备和过电压基本概述

一次电气设备顾名思义，就是在电力输送第一环节的电气设备。指直接用于生产、输送和分配电能的生产过程的高压电气设备。通常意义上包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器、电动机等。

而过电压是一种超过电气设备承载电压的一种异常电压。属于电磁扰动。这种异常的扰动会为一次电气设备带来不可逆的损坏。通常在电气设备设计时候，会规定一个正常的电压范围，对于异常电压，会留有承受的余量。在进行前期的电气设备试验的时候，高压设备的试验是危险系数最大的。为了能够确定一次电气设备承受过电压的能力，往往在前期调试的时候，需要人工进行试验。这样，就会对设备和人员产生一定的安全隐患。因此要做好电气一次设备过电压的保护，就要从安全方面考虑，找到更加安全稳定的保护策略，才能杜绝过电压对电气设备的损坏，保障施工和运行人员的安全。以上是一次电气设备和过电压的基本介绍，在明确原理的基础上，才能更好地找到应对策略。

二、过电压产生原因及危害

过电压对于一次电气设备和安全有着诸多不利的影响。产生过电压的原因有很多种，造成的危害也有很多，通过实际的生产数据来看，过电压产生的原因主要分为内因和外因，这两种原因产生的过电压，对于电气设备的损坏和人员安全的威胁都是较大的。具体情况如下：

1. 电力系统外输电线路产生的过电压（外因）

众所周知，发电厂多数建立在离城市较远的地方，无论是火电还是水电还是新能源，都需要长距离的线路运输，才能安全有效地把电能输送到城市各个地方。长距离高压输电线路，在输送电力的过程中，因为距离长，环境内容复杂，容易产生过电压，这些过电压在一次电气设备发电期间，很容易从线路上对一次设备产生影响，让发电机组等产生励磁扰动，破坏发电设备中的一些元件，并且对于正在现场运行操作的人员产生不稳定的安全威胁。

2. 设备自身原因（内因）

设备自身因为年久老化或者是人员操作不当，误操作等原因，极有可能在一次设备发电期间，产生过电压。这种产生的过电压，会在一次电气设备内部，造成较大的危害，如果超过了一次设备的允许值，极有可能造成设备损毁，对现场人员造成人身伤害。这也是过电压产生的一个主要原因。

3. 主变压器故障（内因）

主变压器是转换输送电压和入场电压的主要设备。主变压器断路器空载是电站经常出现的一种情况，在断路器处会出现电流。根据电磁学原理，过电压与主变压器励磁及绕组电压成正比，在主变压器断路器处产生电流极容易增加主编器励磁及绕组的短时电压升高，导致整个一次设备系统中产生过电压，威胁设备安全，造成主变压器的损毁和发电设备元件的损毁，对现场人员操作造成安全隐患。

4. 极端天气等环境因素（外因）

自然气候的变化，对于电站的安全稳定运行有着很大的影响。在雨雪雷电等天气中，周围环境潮湿或者气温低的情况下，一次电气设备很有可能在这样的环境中，出现与平时运行时不一样的情况。这种特殊状况极有可能是造成设备内部产生过电压的原因，对设备造成影响。特别是雷电天气，因为雷电产生的瞬时电压特别高，一旦雷电击中线路或者是变压器等设备，会在短时间内，在一次电气系统中产生过电压，而如果没有防范措施，这样的过电压极有可能造成停机，为生产设备造成危害，同时对电站运行人员造成威胁。

1. 电气一次设备过电压保护中存在的问题

在掌握了过电压产生的原因和危害时，电站在运行的时候，要从技术、管理等方面，完善对于电气一次设备的保护，避免过电压对电气设备造成损坏，对人员生命造成威胁。经过实际的调查发现，虽然在保护上有一定的措施与策略，但是仍然存在一些问题，主要问题如下：

1. 人员缺少安全意识

设备运行和保护首先解决的应该是人的不安全因素。一些电站现场的运行人员缺少对于过电压危害和产生原因的了解，在实际的运行操作中，往往忽视相关的保护措施，导致设备自身产生过电压。导致设备损坏，产生事故。因此，运行人员缺少过电压防护的安全意识，是威胁电气一次设备过电压保护的突出问题之一。

2. 极端天气预报预警制度不完善

电站所处的区域不同，极端天气产生的概率不尽相同。不同的季节，所要进行检查和防护的措施也不同。电站在实际运行中，部分电站缺少必要的和快速的天气预报预警制度，与相关气象部门联系不紧密。导致在产生极端天气时，缺少对于电气一次设备的保护措施，不能做到提前预防，未雨绸缪，这样就导致产生过电压而破坏设备的概率增大。特别是一些雷暴天气多发的地区，要多注意掌握天气情况。

3. 设备维护检修不及时

电气设备在日常的运行过程中，要及时地进行维护和检查。在实际中，一些电站对于电气设备的维护不及时，缺少详细的运行维护规程和具体要去。这样就不能及时发现电气设备中存在的安全隐患以及相关的过电压保护措施是否正常。长此以往，对于设备运行会造成隐患，加大了过电压对一次电气设备损坏的概率。

2. 电气一次设备过电压保护措施具体应用

为提升电力供应整体的安全水平，以上存在的共性问题要引起足够重视，寻找制度突破，提升人员本质安全意识，弥补管理中的漏洞，找到切实可行的落实一次电气设备保护的措施，从技术和管理，到制度建设方面，全面保障电气设备的安全，保证运行人员的安全，杜绝过电压造成的危害，主要从以下几方面改进：

1. 提升从业人员的安全意识，落实严格的上岗培训制度，定期开展学习，针对过高压的危害以及在运行过程中，如何进行一次电气设备保护，进行详细的技术培训，增强运行人员的安全意识。

2. 建立极端天气预报制度，结合电站运行地区的气候特点，制定相关的预报制度。特别是雷暴天气频繁的季节和地区，要做好每年设备的防雷检测，确保电站防雷设施的完整和有效。及时地与当地气象部门联系，做到极端天气的信息提前掌握，从而做好应对，保护好一次设备不受外部过电压的损坏。

3. 加强对电气一次设备的维修养护，在主变压器，输电线路，发电机上通过技术来增加对设备的。例如一次设备内部应该单相接地，避雷器接地电压应该是正常电压的0.8倍，这样起到了保护作用还能增加避雷设备的使用寿命。

四．结语

电气一次设备的安全稳定关系整个供电系统的安全稳定，因此从多方面进行电气一次设备的过高压保护，是保障一次设备安全稳定的重要举措。做好相关措施落实，认清过高压的危害，才能实现电站的整体安全稳定。

参考文献：

[1] 李锦华，水电厂电气一次设备过电压保护措施探讨IJ．电子制作，2013(12X):248．

[2] 吴德明，邓鹏程．水电厂电气一次设备过电压保护措施探讨[J].华中电力，200720(5):25～27．