35kV高压电网过电压抑制防护技术研究

康超

摘要：随着经济不断发展，我国各行各业和人民生活对电力的需求不断增大。电力系统的供电能力无论在量上还是在质上都持续提升，同时也遇到了一些新的问题，35kV高压电网因各种原因常会产生过电压问题，影响配电网络正常运行，危害用电安全。因此，要对高压电网的过电压抑制防护技术进行研究，消除过电压问题，提出改进措施，为35kV高压电网安全稳定运行提供参考。

关键词：35kV高压电网;过电压抑制;过电压防护

近年来，35kV高压电网经常出现套管闪络，避雷设备损坏等故障。对设备进行改造，监测并分析过电压问题，采取有效措施，避免过电压危害的发生，提高配网供电的安全性和稳定性。

一、35kV电压等级中性点接地的过电压防护方法

（一）大气过电压防护方法

当前各类配电线路都会装设避雷设备，避免出现雷电直击事故，是较为有效的防护方法。进行大气过电压防护，要确保避雷设备正常使用，做好设备维护。在地网维护方面，我国有较多区域地质情况复杂，并且为了配网供电的广泛性，很多变电站建立在土壤电阻率较高的山坡或者丘陵弟弟带。地网电阻的裕度较小，腐蚀性较大，导致过电压问题的发生。因此要采取防腐措施降低地网焊接点和地面过渡位置的锈蚀速度。避雷器如果存在密封不良、潮湿、预防性试验未在雨季到来之前完成，则容易产生过电压问题。可采用的防护方法是：35kV高压电网避雷设备须采用可以对泄露电流进行在线检测的记录器。主变中性点位置的避雷设备要使用硅胶密封和瓷套密封进行双重密封。强化对变电站避雷设备的常规检查和各类试验。35kV配电线路间隙保护，使用三片式玻璃绝缘子，杆塔的接地电阻小于30Ω的条件下，间隙保护最大距离不小于50m;使用四片式玻璃绝缘子，杆塔的接地电阻小于30Ω的条件下，间隙保护最大距离不小于55m。每级杆塔装设一组绝缘子，绝缘子受到50%雷电直击产生的放点电压，来确定间隙配合，确保放点电压小于绝缘子6%，保护配电设备安全。

（二）內过电压防护方法

内过电压防护的关键在于避免出现铁磁谐振造成的过电压问题。中性点位置不直接接地的电网设备中，也会发生因为绝缘子、导线等电气设备因为对地绝缘而发生了间歇性的电弧接地问题，例如电线旁边的物体和电线距离太近，小动物活动，雷电直击，断线等。可以采取的防护方法有：清理配电网周边环境，包括线路旁边的树木植物等，保持设备的干净整洁，设置防小动物触碰的装置，设备周围通风干燥等等。设备的绝缘水平要保持的较好的水平，通过常规的预防性监测，及时发现设备存在的问题并马上极性整改，出现状态异常问题的设备要做好跟踪维护，不合格设备及时更换。电压互感器设备要避免铁芯饱和问题，防止谐振过电压的发生，可以为电气设备配备专用的谐振器，或者采用TV非线性电阻。系统电压要尽量稳定，减少电压扰动，可以有效避免对地闪络、弧光接地等问题出现的几率。

（三）确保电气设备的绝缘水平

对于户外的电气设备，要保证设备之间、设备接地的距离符合规范要求。对于室内的电气设备，要注意相间和相地距离一般不能大于户外电气设备的相间、相地距离。户外设备的开关柜的设计，要注意电场的均匀平衡，不断改善设备运行的环境，确保设备周围无异物干扰，干爽通风。

二、对于部分预防35kV高压电网过电压防护方法的探讨

（一）消弧线圈防护方法

消弧线圈在当前电网设备预防过电压防护方法的使用中多采用过补偿方式，使补偿电流超过电容电流。目前很多地区的电网设备以固定补偿方式为主，少量也会采取在线调整模式，可以对电容、电感、阻抗等参数进行调整。根据当前35kV高压电网的要求，电网的电容电流超过10A，则要进行补偿。35kV电网多采用架空线路，大多数都是建设在户外的，过电压危害常会损坏的设备有互感器、避雷设备、金属套管等等。电网运行的变化较小，可以采用固定补偿模式避免过电压。35kV电网多为多站联网方式，如果脱谐度过大或者电网的电阻过高则会影响维护人员安全，可以将自动跟踪模式与固定补偿模式结合起来，满足过电压保护需求。补偿后的电流越小则越能确保过电压保护。如果补偿后的电流数值为0，则实现了最佳谐振补偿。这就要求装置对电容和电流的测量要准确，支持实时调整，同时避免调整动作过多过频繁，容易出现卡死或者零部件损坏等问题。

（二）消除谐振措施

电网谐振过电压的种类如表1所示。

线性谐振过电压 正弦交流电源影响下，电源频率和设备自振频率接近，则产生谐振现象。

铁磁谐振过电压 回路中含有非线性的电感元件，满足谐振条件则会产生谐振现象。

参数谐振过电压 电气设备中的元器件的参数在各类外力作用下，因周期变化而产生的谐振现象。

目前采用的新型消弧线圈，使用载调匝转换方式，接头数量超过8个，让调节范围更广更细，可以做到最小调谐度，可以自动控制或者远程控制，克服老式线圈的问题，对谐振过电压限制取得一定效果。35kV高压电网的消除谐振主要指的是电压互感器的消谐。为了抑制电压互感器的铁芯饱和，避免铁磁谐振过电压发生的几率，系统单相接地时，电压互感器的绕组电流会明显降低，这是由于设备中的非线性电阻起了作用。电压互感器设备采用分级绝缘方式时，为防止中性点位置的过电压问题而增加放电间隙。调谐度和中性点的位移电压在可控范围之内，不超过5%，消弧线圈位移电压要小于相电压19%左右，故障点的残余电流控制在5A以内为好。控制部分的自动补偿机制需要采用计算机控制的智能消除谐振装置进行;设备可自动检测配电网对地参数的浮动，维护人员可以进行自动或者手动调节。考虑到电阻在电压互感器中接入时间较长，系统运行过程中，阻抗对电压产生放大作用，系统的中性点位置的电压有所变化，造成电压的测量值出现误差。单相弧光接地也会诱发铁芯保护导致的谐振问题，仍然采用提高设备各类部件的绝缘水平，改善设备周边环境的方式解除弧光接地问题，避免单向接地到来的过电压危害。

结语：对于当前常见的35kV高压电网过电压问题提出了相应解决方案，并极性分析，确保35kV高压电网的运行安全稳定，为人们的生产生活带来良好的用电体验。

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