220k V变电站运行操作中的过压防范问题研究

◎王可

随着社会经济的深入发展，人们对电力的需求量也越来越大，电网技术也随之快速发展，220kV变电站已成为现代城市电网建设中的主要枢纽。在变电站运维人员实际操作过程中，220kV变电站必然会出现过电压或者谐振过电压等现象，会直接影响到设备的正常运行和威胁到工作人员的生命安全。根据多年的工作经验，主要针对220kV变电站运行操作中的过压防范问题进行分析和探讨。

我国城市建设脚步的加快，电力系统的不断更新对电力的保护装置系统提出了更高的要求。为满足城市人口的用电需求，就要针对不同的过电压情况采取对应的防范措施。在讲究科学、合理的基本原则上，更要重视绝缘强度的可靠性与保护器自身的安全性。

一、过电压原理分析

1.操作过电压的原理。在确保配电装置安全稳定运行同时能够满足供电需求的基础上，可以实现其经济运行。在进行配电装置经济运行时可以利用合理配置变压器的参数和部件，优化变压器运行工作的方式，同时将经济调整应用于变压器负载之上，最终将变压器自身电能的损耗降到最低。变压器经济运行的最终目的就是将变压器损耗的综合功率尽可能地降低，也就是将变压器运行操作中，耗费的有功功率和变压器空载损耗及变压器负载损耗降至最小。要想保证变压器能够经济运行就需要满足以下条件：首先要选择合适的变压器数量和整体参数，其次还要优先将变压器的运行方式设置为损耗功率最少的运行方式，最后还要将变压器的负载大小调整至最经济运行，使其能够在损耗综合功率最小的运行区间内运行。

所谓变压器的空载运行是指变压器的一次绕组接入电源，二次绕组开路的工作状态。此时，一次绕组中的电流称为变压器的空载电流。空载电流产生空载磁场。在主磁场（即同时交联一、二绕组的磁场）作用下，一、二次绕组中便感应出电动势。变压器空载运行时，虽然二次侧没有功率输出，但一次侧仍然从电网吸取一部分的有功功率来补偿，因为磁通饱和，在铁芯内引起的磁滞损耗和涡流损耗简称铁耗。磁滞损耗的大小取决于电源的频率和铁芯材料磁滞回线的面积；涡流损耗与最大磁通密度和频率的平方成正比。对于不同容量的变压器，空载电流和空载损耗的大小是不同的。当空载变压器退出运行时，如果此时的电流比较小，那么就会因为断路器的游离而产生息弧的问题，这种情况也叫做“截流”。变压器在运行操作过程中发生“截流”现象时，那么就非常可能出现过电压的问题。

2.谐振过电压的原理。如果在互感器或变压器上具有一定的铁磁电感那么就很可能出现铁磁谐振现象。在变压器运行时进行分合闸操作，一旦其达到了饱和状态就会产生谐振现象。铁芯的饱和程度直接影响铁磁电感强弱，它们之间的关系是非线性的，同时电压的大小又能决定铁芯的饱和程度，三相绕组的电压越大那么铁芯达到饱和状态的可能性也就越大。母线系统上出现的铁磁谐振现象主要包括两种：并联铁磁谐振和串联铁磁谐振。其中并联铁磁谐振现象通常会在小电流接地的系统中发生，而串联铁磁谐振现象通常会在大电流接地的系统中发生。经过研究发现220kV变电站上既包含了并联铁磁谐振也包含了串联铁磁谐振的形式。一旦电感变化的范围增加那么就很可能导致并联铁磁谐振和串联铁磁谐振，并发生过电压问题，当出现过电压时互感器就会发生异常例如电压升高、声音异常等，严重时就会将系统的绝缘部位击穿进而烧毁母线电压互感器。

二、220KV变电站运行操作中的过电压防范对策

1.合理提升220kV变电站电容器的总容量。在220kV变电站日常正常运作以及电力能源远程输送的过程当中，电容器当中的核心电子芯片一直是极其重要的组成装置设备之一。在目前社会的发展历程当中，技术人员可以通过各种各样的形式有效提升220kV变电站电容器电力能源的具体容量。最常见的提升220kV变电站电容器容量的方法主要有两种，缠绕更多的线圈或者将两个线圈当中的一个插入到另一个之中，都能有效提升220kV变电站电容器的总容量。在提升220kV变电站电容器的总容量时也有较为关键的注意事项，当220kV变电站出现了过电压的现象时，工作人员就要对变电站电容器当中各个部分的线圈进行整体更换。当操作过程当中出现电力能源截流的现象时，220kV变电站当中的电容器也有可能出现整体容量提升的现象。

2.全面改进220kV变电站的系统设备。电力能源传送过程当中系统设备的制备水平的高低，有时能够对220kV变电站过电压现象的防范水平产生直接和显著的影响。220kV变电站自身的安全运行能够得到全面的保障，与相应系统设备的置办和设立有着直接的内在关系。这就要求相关技术工作人员，如果想要在日常工作生活当中更好的降低220kV变电站出现过电压现象的频率，就要全面提升相应系统设备的制备水平。电力行业在内的任何能源供应系统都存在精准的运行参数信息，工作人员要对220kV变电站运行的准确参数进行更加深入的了解和分析。必要时，相关技术工作人员或者电力能源运输领域的专家可以将断路电容器结合应用到220kV变电站的运行过程当中，将PF数值控制在四百五十以内。断路电容器的有效应用，将对220kV变电站的谐振过电压现象产生更加有效的防范作用。

3.220kV变压器进行倒闸操作。倒闸操作首先必须注意实际操作步骤的准确性。母线停电时，拉下母线TV的隔离开关，再将母联断路器拉下来；而送电的操作过程中则是进行相反的操作。如果操作过程中，导致母线差动保护动作跳闸而使其中一条母线停电的情况，则需要及时拉下母联断路器的隔离开关，也可以将母线TV的隔离开关及时拉下。

其次，要对运行方式的实际改变进行掌握与分析。一般电力调度规程中都会有相关的明文规定：母线倒闸具体操作的过程中，值班工作人员要最大限度避免断路器断口电容与电磁式电压互感器发生铁磁谐振。一旦出现这类情况，必须要及时采取有效的改善措施来将谐振条件进行破坏，例如：对一次接线方式进行改变，也可以将谐振回路电源切断等等。

再次，具体操作过程中不断增加电容。可以采取一些方法将系统电容值增加，例如：投入消弧线圈、分段断路器、外跨接容以及投入空载线路等等具体措施，能有效将谐振区避开。

最后，倒母线操作过程中，将母联开关断开之后需要对停运母线电压进行实时检查，主要是检查其值是否为零，若是母线电压对感应电压高，必须要及时合上断开的母联开关；若是母线停运了一定时间之后才发现母线谐振，要第一时间将母线停运，同时还配置一个不带电源的元器件，也能将谐振有效消除。

结束语：处于良好运行状态的变电站能够满足电力用户对电力资源的大量需求，是维持用户正常生活的关键。220kV变电站已经成为各大城市供电的重要枢纽，但在其运行操作过程中难免会发生过电压状况。面对这一状况，相关电力企业应根据实际情况，采取防范措施维护变电站的内部设备，为220kV变电站运行操作提供良好的环境。