电气一次设备过电压保护问题分析

电气一次设备过电压保护问题分析

彭恒  崔晓丽

内蒙古电力（集团）有限责任公司乌海供电公司，内蒙古自治区乌海市016000

摘要：在正常工作的场合,电力系统一般只使用比较稳定的电力。但是,在某些特定的状态下,由于电流的不正常上升,经常会出现电磁波,在某些情况下,它会超过动力系统所能接受的最大电流限值,也可能对动力系统的电气设备产生危害。为更好的保证电气设备装置的安全与性能,在对电气设备安装进行设计的同时,也对过压保护器加以了设置,以保证在过压的情况下不致对电气设备安装产生危害,并对电气设备的正常运行产生干扰。

关键词：电气一次设备；过电压保护；问题；策略

1过电压概述

过电压即为电气系统正常工作的电压超过了自身的承压极限，当出现此现象时，就会对电气设备造成不同程度的损伤，基于大部分情况来说，此类现象往往不会出现太大程度的超出，所以对电气设备造成的损伤程度较小，需要经过一段时间的发展才会明显表现出来，而对此程度的损伤进行防护也相对简单，只需要通过正常维护工作即可避免此影响。但在少部分情况下，其超出承压的电压值较高，容易对设备造成毁灭性的损坏，并且可能威胁到周边工作人员的安全，所以需要对此进行重视。理论上过电压被分为外部、内部两个部分，外部的过电压多数是因为自然因素的干扰而产生，例如自然雷电等等，此类现象相对少见，而内部的过电压即为电气系统内部能量的一种变化，常出现例如谐振过电压、操作过电压、工频过电压的现象，其中谐振过电压的危害最高，很容易对电气设备造成毁灭性的损害；操作过电压现象出现相对较少，其原因在于操作上的失误，出现后的持续时间压相对短暂，危害程度较为不稳定；工频过电压则属于电容效应等原因变化而产生的过电压现象，在危害程度上较小，但也不容忽视。

2过电压对电气一次设备的影响

在电气设备的正常运行中，都要求工作电压在一个固定的范围内,但一般来说,由于电一次设备主要进行发电、配电和输送,因此一旦发生了过电压,就将会导致对整个电气设备的破坏,虽然有不受影响的电气设备,但是因为其本身的抗压性能的问题,因此在外界过电压的影响下,主要还是受通讯设备能力的影响,所以,要想改善雷击的效果,就一定要提高其电气设备的耐雷击性能。但是，设备内部电压的处理一般是比较复杂的,例如,谐振过电压大多来自供电不平衡的现象,其对设备的影响较大,在后期的维修操作上也是比较困难的,而如何防止这种过电压的出现,一般是在设备设计的最早期，就可以对其进行预测和分析。而工频过电压对设备的损害大多来自超高压状态与长距离电能传递的状态,在不同的内部过电压状态下,必须采用不同的技术加以研究与解决。

3电气工程中一次设备过电压保护的技术措施

在电力系统运行过程中，考虑到会受到内过电压和外过电压的影响，使得电气一次设备正常运行受到不同程度的影响。为确保电气一次设备在常态电压中不受到损害，就需要合理有效对各项技术参数进行调整。为此，在电气工程设计过程中，需要重视过电压动态变化的分析，同时也要重视一次设备过电压保护系统的设计，妥善处理好各项技术参数，确保电气一次设备的过电压水平在保护装置水平下。另外也需要合理配置线路、设备、变电器等供电系统各项性能参数，确保电力生产及传输的安全性。具体来讲，应从以下几个方面采取保护措施。

3.1注重雷击过电压的防护

在电气工程中，雷击是导致一次设备出现过电压一大因素，因此在对一次设备过电压保护设计中，应重视雷击过电压的防护。具体可采取这几种技术保护手段：一是对出线设备进行有效的防护。在电气工程设计中，电力企业可通过架空出线设备的方式来有效保护一次设备，通过架空出线，可减少绝缘子闪络被电击的次数，也能对线路过电压产生的概率进行有效控制，进而避免设备出现频繁跳闸的情况。另外，根据相关数据调查显示，电气一次设备遭受雷电击中的频率，主要与接地电阻和线路、设备装设高度这几项技术参数有关，因此对于电气一次设备的过电压保护，除了要架空出线以外，也应选择合适的塔杆接地，从而降低因雷电形成过电压带来的破坏性。二是重视防雷保护装置的设计。电力企业需要深入了解电力系统实际运行的环境、技术标准与安全要求等，并在此基础上科学合理设计防雷保护装置，降低雷击对电气一次设备运行带来的不良影响，同时降低外过电压发生的概率。另外，在设计防雷保护装置时，设备管理人员应注重采用多种防雷保护装置，如防雷接地、电容器组、GIS设备等，将这些防雷保护装置装设在电气一次设备外部，实现对电气一次设备的集中保护，避免由于雷击而引起外过电压危害。三是重视变电系统中避雷器的试验检测。设备管理人员需要在每年雷雨季节前后，各进行一次避雷器的带电交流试验，每三年对避雷器进行一次停电直流试验。另外，也要严格按照规范对厂房等建筑防雷设施进行检测，包括接地网的接地导通等。

3.2做好内过电压的有效防护

为确保电气一次设备安全稳定运行，也需要做好设备内过电压的有效保护。具体可从这几个方面着手：一是避免因设备老化引起的内过电压。电气一次设备老化会引发设备接地故障，而接地故障又会引起设备出现过电压的情况。此时就需要设备管理人员加强设备的维护保养，制定完善的设备维护保养计划，经常性且有针对性地开展设备维护保养工作，尽最大可能地延缓设备的老化速率。与此同时，设备管理人员也要做好设备检修和预防性维护试验，若在检查过程中发现有设备老化，应及时更换。另外，应基于单相接地的正常过电压值基础上，合理设置避雷设备电压，将设备接地相的电压控制在合理的范围内，减少因单相接地故障引起的过电压。二是强化负荷突变情况的控制。在电力系统运行过程中，一些突发事故也会引起系统电压骤升，进而导致电气一次设备出现过电压。为此，就需要设备管理人员加强负荷突变情况的控制，科学制定突发故障的应对方案。具体需要在电气设备周围安装励磁系统，以此对电枢反应实时控制。同时还需要科学有效地控制长线路电容效应，可采用限制空载线路的方式实现控制。另外，也需要设备管理人员完善好设备的配置，比如变压器和切断线路的开关，尽可能地选择带有并联电容的开关，或者是电压互感器，尽量选择电容式电压互感器等。三是预防谐振过电压。在电力系统运行过程中，也可能会出现谐振过电压的情况，若谐振过电压时间较长，势必会对电力系统的稳定运行造成影响。对此，也需要设备管理人员做好谐振过电压的有效预防，同时对于谐振过电压的处理，可通过增加电阻、减少电抗和安装消谐器这三种方式来处理。

3.3做好主变压一次设备的过电压保护

为确保电力系统安全可靠运行，应重点关注主变压一次设备的过电压保护。现阶段，引起主变压一次设备过电压的因素，主要是空载变压设备开断和短路系统实际灭弧能力。根据相关调查显示，当变压设备的磁场能全部转变为电能时，此时设备电压值将达到峰值。对此，在电气工程设计中，电力生产单位可采取装设纠结式绕组的方式，来提高绕组的电容容量，同时选择直接接地的方式对主变高压器进行保护，另外主变低压PT柜中安装一组避雷设备，以此减少设备遭受雷击，实现对主变压一次设备的有效保护。

4结语

分析表明，对于电力一次设备而言，在电力行业发展的过程中存在较为重要的作用和意义，因此对于相关工作人员来说，必须要对其设备检测和维修工作引起足够重视，如果一次设备出现故障问题，那么将会导致其整个电力系统的运行效率受到影响，并且故障问题的出现也会导致企业的负担出现加剧，因此在实际工作中，必须要保证电力一次设备能够更加稳定运行，从而保证电力系统更加安全、稳定地运行。

参考文献

[1]王鑫，邵成林.电力一次设备故障预测及检修方法研究叮电气技术与经济,2020,（04）:34-36.

[2]朱帅.电气一次设备过电压保护的研究叮产业科技创新,2019,1（11）:56-57.

[3]王均华,吴英俊,王绪军,蒋科若,赵铁林,姚晟.变电设备状态评估及故障诊断系统设计[J].农村电气化,2015(04):8-10.