何小平
（新疆昌源水务集团伊犁地方电力有限公司新疆伊宁835000）
【摘要】基于电力系统在社会经济发展中的重要性，系统运行的安全性与稳定性一直以来都是人们关注的重点。过电压保护是维持电力系统正常运行的重要因素，应针对过电压问题发生的原因以及表现进行分析，采取合理的措施进行管理，将过电压电磁能量泄掉或者消耗掉，将电压幅值降低到额定状态。本文以提高电网运行稳定性与安全性为目的，对电力系统过电压问题进行了分析，并在确定管理要点的基础上提出了相应的改善措施。
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关键词 电力系统；过电压；保护措施
Overvoltage protection of power system
He Xiao-ping
(Yili Xinjiang Chang Eaux local power source LtdYiningXinjiang835000)
【Abstract】The importance of power system based on socio-economic development, security and stability of the system has always been the focus of attention. Overvoltage protection is an important factor in maintaining the normal operation of the power system, should be the reason for the over-voltage and performance problems that occur are analyzed, to take reasonable measures to manage the over-voltage electromagnetic energy to vent off or consumed, will reduce the voltage amplitude to rated state. In this paper, in order to improve the power grid stability and security for the purpose of power system over-voltage problems are analyzed and presented on the basis of determining management points on the corresponding improvement measures.
【Key words】Power systems;Overvoltage;Protection measures
在输电线路运行过程中，经常会因为各种因素导致线路运行出现故障，其中过电压是比较常见的一种电磁扰动现象。在输电线路内部故障或者外界雷击等因素影响下，会使得系统产生电磁暂态过程，出现过电压。为降低过电压存在造成的影响，需要明确过电压保护的原理，对过电压产生的原因进行分析，然后确定可行的处理措施，避免输电线路幅值过大对系统运行造成影响。
1. 过电压保护原理
过电压保护即以提高输电线路稳定性为目的，从输电线路与电工设备绝缘性管理的角度出发，利用专业设备来对电力系统内电压值进行限制的一种处理方式。过电压保护主要可以分为外部过电压与内部过电压，其中内部过电压又可以分为操作过电压、谐振过电压以及工频过电压，而外部过电压则可以分为直击雷过电压、雷电波侵入过电压、感应雷过电压以及地电位反击过电压［1］。电力系统产生内部过电压时，主要是因为操作失误，或者是对线路管理不及时出现短路、接地等故障，使得电压上升超过限额范围，对电力系统造成危害。而对于外部过电压来说，产生的时间比较短，但是造成的影响大，并且其造成的破坏与雷电变现强度有着密切联系。
2. 电力系统过电压产生原因
2.1操作过电压。
操作过电压的产生具有很强的随机性，伴有很强的频率震荡，同时衰减的速度也比较快，是一种比较常见的过电压问题。导致此类问题出现的原因很多，例如受线路上残留电压影响，在切除空载电路时就容易产生过电压。对于此种情况，在进行处理时，可以选择使用灭弧能力强的高压断路器，将电网重点接地进行运行操作。
2.2工频过电压。
第一，电力系统架空线路一般距离都比较长，在运行过程中受外界因素影响大，这样受到长线路电容效应以及电网运行模式的影响，就容易产生过电压，并且具有持续时间长的特点，但是与其他类型过电压相比对设备绝缘造成的影响比较小［2］。第二，受不对称短路作用影响产生过电压，并且会在单相断路时，非故障相电压会达到最大值，对系统线路与电工设备绝缘造成的影响最大。可以选择静止无功补偿器来对空载线路电容效应进行补偿，以及对变压器中性点进行接地，降低不对称故障引起的工频电压升高现象。
2.3谐振过电压。
谐振过电压的产生主要是因为在电力系统运行过程中，电容与电感元件参数组合不合理出现谐振问题，此类过电压不但持续时间长，并且还具有倍数高等特点。线路谐振的产生是导致过电压问题的主要因素，造成其出现的原因也可以分为多种。第一，显性谐振过电压。谐振回路的组成主要是不带铁芯的电感元件，如常见的输电线路电感，其在线路运行过程中更容易产生过电压。第二，铁磁谐振过电压。此类谐振回路主要由带铁芯电感元件组成，在线路运行过程中经常会出现铁芯电感元件饱和状态，致使回路中电感参数形成非线性图像。第三，参数谐振过电压。此类谐振回路主要由系统中电容远近以及后期型电感元件组成，基于此在对设备采取过电压保护措施时，应将重点放在断路时断路器的运行状态控制，保证其处于同期运作状态。另外，也可以选择将小电抗安装在并联高压电抗器中性点位置，阻断非全相运行过程中工频电压的传递。
2.4大气过电压。
主要包括电工设备直击雷过电压与设备上感应过电压，其中雷电过电压是最为常见并且影响较大的一种。在处理雷电过电压时，尤其是面对变电站运行环境，可以选择用避雷线对侵入波进行防护的措施处理。而对于架空线路的过电压保护处理，可以选择避雷线降低导线受直击雷影响的次数与程度，并且针对雷击事故中多采用单相接地当时的特点，对电网中性点采取不直接接地处理［3］。在对电缆线路进行防雷过电压保护处理时，结合电缆受直击雷影响小的特点，应重点防护雷电侵入波的影响。另外，对于架空配电网的过电压保护处理，可以选择用绝缘子，缩短切除故障时间，降低雷击影响程度，尽量避免出现跳闸与断线等事故。
3. 电力系统过电压保护优化措施分析
3.1架空配电网保护措施。
现在电力系统线路的建设一般都是采用架空的方式，为降低过电压对系统电路以及电工设备绝缘造成的影响，应做好对架空配电网的防雷保护。一般情况下对于3~10kv钢筋混凝土上杆的线路，采用的是将瓷横担处理，如果采用铁横担，则应配置绝缘水平高一级的绝缘子，并缩短切除故障的时间，减少雷击跳闸以及断线事故的发生［4］。同时，为做好侵入波的防护工作，还需要在进线上设置避雷器或者保护间隙与短段避雷线保护措施。另外，在对3~10kv配电变压器进行防雷保护时，应选择用阀型避雷器，或者是两相用避雷器一相作为间隙保护，并且对于统一配电网工程，需要将间隙安装在同一相等线上。或者三相都选择用间隙保护措施，缩短保护装置与变压器的距离，将接地线与变压器低压侧中性点，或者中性点击穿保险器接地端进行接地。
3.2架空送电线路保护措施。
第一，为避免架空送电线路受到雷击而产生过电压，一般会选择在架空线路上安装避雷线，降低雷击对线路造成影响的次数。第二，选择降低线路绝缘工频平均电场强度的方式，保证在发生冲击闪络后不会转变为稳定的电力电弧。另外，结合雷击事故中多为单相接地，在进行雷电保护时应避免采用直接接地的方式，争取提高电力系统供电可靠性。第三，降低避雷线接地电阻，以及适当加强线路绝缘，避免出现反击闪络问题，并且对于比较特殊的杆塔可以选择用管形避雷器来完成保护动作。第四，可以选择用自动重合闸以及双回路的方式供电，提高线路运行安全性。
3.3雷电侵入波保护措施。
在进行防雷过电压保护处理时，应将侵入波保护最为重点，其对变电站内变电器以及电工设备产生的影响比较严重，影响系统的正常运行。在确定防雷过电压保护措施时，应在进线段保护的基础上，选择阀型避雷器来提高保护的效果。首先，应针对电力设备在运行过程中存在避雷器接地引线以及接地电阻性能下降的情况，并且随着使用年限的增长，设置的避雷器也会逐渐老化，导致残压大于额定值。因此，需要安排专业班组来定期对线路避雷器运行状态进行检测，对存在老化以及损坏等情况的设备、接地引下以及接地电阻等进行更换。其次，避雷器通过与被保护设备进行连接形成电感，同时也与被保护设备绝缘等值电容形成振荡回路，并且感应电势会与残压在振荡过程中进行迭加。这样在进行保护处理时，可以在被保护设备耐受电压与避雷器残压之间留出适当间隔，而间隔距离的确定则应按照过电压保护规程相关规定来选择。
4. 结束语
过电压的产生对电力系统产生的影响比较大，为了保证系统的正常运行，需要对过电压的类型以及产生的原因进行分析，结合不同类型的特点，来确定相应的处理措施，争取降低其对系统线路与设备的不良影响，提高系统运行的效率。
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参考文献
［1］杨文斌.风电系统过电压保护与防雷接地及其设计［D］.浙江大学，2008.
［2］刘淑花.浅谈电力系统过电压保护措施［J］.中国新技术新产品，2013,04:161.
［3］王东.电力系统过电压防护以及电气设备的检测检修［J］.科技传播，2013,20:151+135.
［4］陆彦虎，李雪青，邱枫，刘锐.750kV系统过电压保护动作行为分析［J］.科技信息，2010,31:733～734.
［文章编号］1006-7619（2015）08-25-504