选煤厂变配电所异常过电压策略与建议

2018-03-25吕凯

山西焦煤科技 2018年5期

吕凯

(西山煤电集团太原选煤厂，山西太原 030023)

资源是社会发展的基础，而电力资源作为资源的组成部分之一，在人们的日常生活与社会发展之中都发挥着重要的作用，因此，保持电力资源的供给是非常重要的[1]. 变配电所在电力系统中发挥着核心作用，尤其在大型选煤厂，是整个电力系统的中心环节，其主要任务是负责电压的变化与分配。由此可见，变配电所在电力系统中所发挥的作用是非常重要的[2]. 在选煤厂变配电所运行的过程中，由于会受到各种不确定因素的影响而产生多方面的问题，尤其是出现过电压这一情况，影响着电力系统安全、稳定的运行，进而影响选煤厂的正常生产。为此，对过电压产生的原因进行分析，并在此基础上提出有效的对策和建议，有利于保障电力系统安全、稳定的发展。

1 设立变配电所的重要性分析

变配电所是电力系统的重要组成部分，其是否能够安全运行直接关系到电力系统的安全运行[3]. 在社会生产的各个环节以及人们的日常生活中，都广泛地应用着电能，一旦提供电能的电力系统出现问题，势必会影响整个社会的运转[3]. 在电力系统的运转过程中，变电所主要是由变压器、母线以及开关控制设备等组成，是变换电压和交换电能的场所，通过变压器将电压转换成使用电压，同时进行着电能的不断交换，以此来稳定电力系统的运转[4]. 在选煤厂电力系统中设立变配电所，确保变配电所在运行中的安全性，避免过电压问题，有利于保障电气设备的安全运行，以及维护电力系统的稳定性发展，促进选煤厂得到整体发展与进步。

2 选煤厂变配电所异常产生的过电压问题分析

选煤厂变配电所在运行过程中，由于受到多方面因素的影响，最容易产生的状况就是过电压。一般而言，如果处于正常的运行状态下，电力系统通常有固定的电压值，而过电压情况的产生则是因为电力系统的电压值出现异常上升情况并且超过了电压的额定值[5]. 在选煤厂电气系统中，过电压现象是一个统称，包括两种不同的情况，分别为外过电压和内过电压，这两种不同的情况也需要明确化。

2.1 外过电压

外过电压，简单来讲就是雷云对地面放电而造成的雷电过电压，而雷云属于外部物质，所以就被称作外过电压。这种过电压的情况从时间的持久性角度来看并不能够维持很长时间，但是却具有破坏性高、电压强的特点，这一情况的产生对电力系统的发展是极其不利的。现代城市化建设中，为满足人们的用电需求，电网线路的布置无处不在，这也就很容易导致雷电通过电网线路引发到电网设备上，对电网设备造成一定的损坏，甚至是完全损坏。

2.2 内部过电压

内部过电压，指的就是由于电力系统内部出现故障而导致的过电压情况，内部过电压的电压值一般不会太高，但是具有持久性，同样会对电力系统造成严重的损坏。内部过电压形成的原因很多，如电力产品质量不合格、操作水平落后等。内部过电压也可以分为3种：

a) 暂时过电压，就是电力系统出现短路状况而暂时处于稳定状态的过电压。

b) 谐振过电压，指的是电力系统内部的储能部件在一定的接线方式之下与电源频率出现谐振而产生的过电压。

c) 操作过电压，指的是电力系统出现短路之后造成的过电压，也具有持续长的特点[6].

3 治理选煤厂变配电所异常过电压的策略与建议

选煤厂变配电所异常导致过电压情况的产生，如果不采取有效的措施予以解决，对选煤厂电力系统的安全稳定运行将造成影响。

3.1 对厂区架空线路进行防雷保护

沿线路装设避雷器可以改善线路上操作过电压的分布情况,随着避雷器数量的增加,沿线电压分布趋于平缓[7].

因此，交流电能从发电厂产生，需要借助各种设备与线路才能输入到实际需要地，在输配电的过程中，架空线路是最为基本的条件之一，但是由于该项设备是完全暴露在外部，就很容易遭受到雷击，引发一系列问题。因此，对选煤厂架空线路要采取相关的防雷保护措施，才能有效解决变配电所中的过电压情况，主要为在架空线路上采用避雷线，降低架空线路遭受雷击的频率。同时，为了能够对闪络进行有效的防止，还可以增强架空线路的绝缘性，如减少避雷线接地电阻降低架空线路的雷击率，同时也可以在大地与导线之间装设避雷器，通过避雷器，与其他保护设备形成并联保护的形式，将超出的正常电压控制在合理的范围之内予以释放，避免架空线路遭受雷击，从而进行有效的防雷保护，促进电力系统的安全、稳定发展[5].

3.2 在使用避雷设备的基础上保护电缆线路

杨鹏程等对750 kV沿线多组避雷器限制操作过电压研究发现，认为沿线路装设避雷器可以改善线路上操作过电压的分布情况,随着避雷器数量的增加,沿线电压分布趋于平缓[7].

选煤厂过电压是沿着架空线路侵入到电缆线路之中，电缆对于雷击的侵害程度轻，但是一旦遭受到侵入波的影响，侵入波就会在电缆两段来回反射，很容易引发过电压的情况，对电缆线路造成严重的损害。为有效改善这一情况，需要在电缆的始末两段分别安装避雷器以保护电缆。避雷针、避雷设备在变配电所防雷保护过程中发挥着重要的作用，但是在长期使用过程中，由于受到外界自然因素的干扰，避雷设备会出现老化，若不及时采取措施会影响整个电力系统的运转。为了有效解决这一问题，就需要将避雷设备的电压与被保护设备耐受电压之间保持一定的间隔，减轻避雷器的老化[8]. 同时，采用全线架设的方式很容易引发问题，而有效的解决方法就是在距离变配电所大约2 km处进行管型避雷器的安装，防止雷电波通过线路影响变配电所的运行，确保变配电所的安全运行。

3.3 建立与完善厂区电压在线监测系统

为避免选煤厂变配电所出现异常情况引发过电压，采取的治理办法之一就是建立电压在线监测系统，并将这一系统完善，发挥监督作用，以此促进发展。电压在线监测系统的建立可以从以下几个方面入手：

1) 电压传感器对测量的精准度有直接影响，而应用在电压在线监测系统的电压传感器可以分为高压分压器以及光纤传感器。高压传感器主要是获取电压信号，而光纤传感器具有较宽的频带，绝缘性以及抗干扰能力也较强，将这两项设备整合，以促进系统发展。

2) 电压在线监测系统有效建立还需要良好的信号传输功能，其主要的媒介一般为光纤或者是同轴电缆，对系统中的各种数据传输进行监测，以此达到良好的监督作用。在信息传输中如果使用光纤作为媒介，则具有绝缘性好、安全系数高等特点，但是对应的缺点则是安装成本较高、难度系数也偏大；如果使用同轴电缆作为媒介，则具有成本低、对信号损伤小以及安装简单等特点，但是在发展过程中需要对安全防护工作予以重视。

3) 做好数据采集，对模拟信号进行数据转换，并做好数据处理。通过在线监测与离线分析，完成对电压的采集以及信息的分析与整理，完善对电力系统的监督。