浅议220kv变电站运行中过电压和控制措施

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1、浅议220kV变电站运行中过电压和控制措施　　【摘要】笔者根据多年工作经验，简要概述了220kV变电站运行中出现的过电压现象，并提出合理有效的防范措施。【关键词】220kV变电站；过电压；谐振；控制措施1变电站的过电压1.1低压系统中过电压的产生一般220kV变电站的接线方式是三相四线制或者三相五线制，中性点接地和变压器中性点同时接地，并连接接地轨道以及总等电位铜排。TN低压电网有一点是直接接地的，电气设备外露的部分通过TNC、TNS以及TNCS等三种方式，通过保护线连接接地线。根据不同的用途，变电站的接地形式通常分为保护接地、防雷接地、防静电接地以及工作接地；接地是否

2、与规范要求相符会对设备安全、人身安全产生直接的影响。11根据工程的指标要求，电力系统接地网的接地电阻不大于4欧。变电站开始运行到后续的扩建改造，整个过程会使接地网的结构出现很大的变化。接地网属于隐性工程，从工程设计开始，到安装、选材以及最终的验收，都需要较强的责任心。如果地网埋入地下后，存在选材不合理、焊接不牢靠、无法满足热稳定要求等隐患，即使在投运几年后也很难准确的检测出来。1.2低压系统中接地防护问题产生的原因首先，变电站工程的建设通常是包工包料，再加之缺乏有效的监督机制，变电站的接地网往往存在焊接工艺的隐患，比如沙石土壤或者地质干燥的区域，往往无法保证接地电阻的标

3、准参数；或者焊接焊点热稳定截面承受接地故障电流所产生的热效应参数无法得到有效保证等。其次，变电站在扩建时存在新旧地网连接的现象，但是旧地网未能重新打磨焊接，并且未对新旧联络点做出记录。再次，在变电站的工作现场，集成芯片、模块由于静电而损坏等问题。此外，应用微机保护也要求系统的抗电磁干扰、抗静电干扰等性能更高。而对于电缆屏蔽系统仅仅依靠一层金属屏蔽层是不够的，仍然需要良好的接地系统。2空载变压器操作过电压及其控制措施2.1原理分析11所谓的变压器空载运行是指变压器的一次绕组与电源相连，而二次绕组开路的工作状态。一旦变压器处于空载运行的状态，一次绕组与交流电压连接后，会在绕

4、组中产生电流，这种电流即为空载电流，也叫花子励磁电流。一旦空载变压器被切除以后，因为空载电流相对较小，而断路器切断小电流的过程中开关中会出现很强的游离作用，这种情况下如果电流不为零，则容易出现强制熄弧的现象，这种现象即为截流，截流就会在变压器上产生过电压。2.2防范措施2.2.1改善铁芯改善铁芯对空载电流有一定的降低作用。因为磁化电流、铁损电流共同组成空载电流，而磁化电流会产生磁通，铁芯损耗引起铁损电流，所以变压器的铁芯就是降低空载电流的关键因素。进一步改进铁芯结构，提高铁芯的质量是两种基本措施，可利用冷轧晶粒代替硅钢片，因为冷轧晶粒的导磁系统比较高。在大修变压器时，要

5、严格根据相关的质量标准检修铁芯。2.2.2绕组采取纠结式220kV变压器是芯式变压器，如果其绕组方式为纠结式绕组，则变压器的寄生电容就会有所增大。纠结式绕组是把绕组中另一线匝直接插入到电气上相邻的线匝之间，使得绕组的纵向电容有所增加，而实际相邻的匝间电位差也会进一步增大，从而在出现过电压现象时，起始电压可以在各线匝之间均匀的分布。2.2.3采用带并联电阻的开关11在截流的一瞬间电感中的磁场能会转化为电能，对电容进行充电。这时如果开关与电阻并联就可以释放电感中的磁场能量。在截流前带并联电阻的开关闭合后，就短接了开关并联电阻，在截流后开关再断开，电感中的电势就会对电阻形成电

6、流，从而电感中的磁场能量就会被消耗掉。3母线系统谐振过电压的分析及其控制措施3.1原理分析形成铁磁谐振最根本的原因是由于变压器或者电压互感器等铁磁电感，在故障暂态过程或者分闸操作过程中，铁芯会发生饱和作用，满足了谐振条件。由于铁磁电感呈非线性的特点，其大小由铁芯的饱和程度来决定，而其饱和程度又由暂态过程中TV三相绕组所承受的电压幅值来决定，因此电压越高铁芯就越饱和，此时电感就会越小。母线系统所发生的铁磁谐振分为两种情况，即串联铁磁谐振与并联铁磁谐振。220kV变电站包含了多个系统，包括大电流接地系统与小电流接地系统，还有中性点不接地系统等。在实际操作过程中，TV的非线性

7、电感只要有足够大的变化范围，就存在发生串联谐振或者并联谐振，以及产生过电压的可能。过电压的表现通常如下：电压互感器出现异常响声、母线电压一相或者两相出现升高的现象、电压互感器开口三角形电压有所升高等，这些过电压问题可能会造成系统的绝缘处被击穿，或者母线电压互感器过电流被烧毁。3.2防范措施3.2.1倒闸操作1111当母线停电时，先把母线TV隔离开关拉下来，再拉下母联断路器；送电时则执行相反的操作顺序。当电源向母线升压时，要先将断路器合下再进行升压，当升压结束停电时，要先把电压降至归零，再拉下断路器。如果母线差动保护动作跳闸而造成一条母线停