摘要：在当前的水电厂运行过程中，电气一次设备是不可或缺的一部分，对于电力系统安全稳定运行有着至关重要的意义。但是，由于受到一些人为因素和客观因素的影响，常常出现过电压的现象，进而对电气一次设备产生了一定损坏，因此，加强做好电气一次设备的保护管理工作是十分有必要的，要对产生过电压的主要因素进行深入的调查分析，采取相关有效地应对措施，从根本的上彻底解决这一问题。笔者就通过结合自身多年的工作经验，对水电厂电气一次设备过电压保护措施进行了研究讨论，并得出以下相关结论。
关键词：电气一次设备；过电压；保护措施
引言
随着我国经济的不断发展，工农业生产不断加快，导致了国民用电量的不断激增，加之我国交通、水利、电力等基础设施的建设工作的不断推进，致使水电厂生产压力不断增大。由此可能引发一系列问题：降低电气设备的使用寿命，引发大面积的突然断电，对水电厂工作人员生命财产安全造成重大威胁，严重影响市民正常的生产生活。为此本文通过对水电厂过电压问题进行分析，对水电厂过电压及其相应保护措施进行了详细探究与讨论，为以后进一步研究水电厂过电压问题提供了一定理论支持。
1过电压的概述
所谓的过电压主要是当电压超出合理的范围，并对电力设备保护系统的绝缘性造成一定的损坏。而通常情况下，这种过电压现象主要分为两种类型，一种是内部过电压，另一种则是外部过电压。在当前电力系统的运行过程中，电弧接地是一种十分常见的过电压，其一般持续时间较长，并会产生较为激烈的振荡。这时的电容参数与电压指将会发生相应的改变，我们也可以将这种称之为谐振过电压。并且，由于水电厂电气一次设备常常由于一些客观因素的影响，而发生损坏，最终引起过电压问题的发生，甚至还会引发安全隐患，造成人员伤亡、以及企业重大的经济损失，由此，我们可以看出，加强对水电厂电气一次设备过电压的保护措施是非常至关重要的趋势。只有这样，才能确保整个电气系统高效稳定的运行，促使水电厂各项生产活动的正常开展。
2影响水电厂电气一次设备产生过电压的主要因素
某省水电站的电力外输线路是一种长距离，专用于输送超高压系统的电力线路。因此，为了保证该水电站电力系统安全可靠的运行，加强做好其电力外输线路的保护工作是十分有必要的。但是，在实际的电器一次设备应用中，难免会受到一些客观因素的影响而产生过电压，严重影响了整个电力系统的安全运行，以下，笔者就具体归纳了水电厂电气一次设备产生过电压的主要原因：
2.1什么是过电压
简单点来说，过电压本身就是一种电力系统电磁进行干扰的行为。所以，只要产生了电磁，势必就会存在过电压。那么，当水电机组在正常运行状态时，该设备中地某一个系统就很有可能产生自励磁，进而导致水电站中的一次设备发生过电压的情况。
2.2笔者在多年的实践工作中发现
在大部分水电厂电气一次设备的应用过程中，当空长线处于工作状态时，常常会受到负荷效应、电容效应因素的干扰。而无论是这些影响因素是单独的，还是相互结合在一起，都将会导致电压升高，这样就很容易产生过电压。根据水电站发电机数据计算显示，在水电站外输线路的单机带空长线运行时，一般自励磁会因为末路线路和电抗器并联产生，因此在其运行的时候就必须在末装线路两端都装上一定数值的并联电抗器，在两端的并联电抗器均正常运行的情况下就不会再产生自励磁了。而在外送线路双机带空长线运行时，只有两边的并联电抗器同时不再工作的时候才会产生自励磁。根据以上分析知道原理，要想防止发电机出现自励磁，就要在有电抗器退出运行时合理安排机组的运行方式。计算水电站的电力外输线路工频过电压，需考虑正常运行方式下以下因素对机组的影响：外送线路长阳铺侧在没有外力影响下出现跳闸现象、单相或者两相线路在不小心接到地下时让三相线路跳闸等等线路故障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据相关数据及计算结果显示，在揭阳横江水电站三长线两端均装设有15OMV?A并联电抗器的情况下，当单机运行及长阳铺侧断路器出现无故障跳闸时，线路首末端的电压值就会远远的超过电网本身所承载的电压值，最高可以达到15倍的额定相电压值，当出现这种情况的时候，我们就必须采取一些措施来改善这样的问题，限制电压，免得设备受到损坏。若水电站没有单机运行，线路首末端产生工频过电压就在允许范围内。该水电站相比其他水电站来说，其外送线路的传输距离更长，也正是因为这个因素，当水电站在对电压进行输送的过程中，很容易出现操作过电压的现象，这样就极有可能引发安全事故，产生十分严重的后果。
3水电厂电气一次设备的过电压保护措施
要对水电厂电气一次设备采取行之有效的保护措施，就要从过电压的特点入手，针对电气一次设备的主要结构进行重点分析。
3.1励磁变压器
鉴于外部过电压的特殊性，过电压保护器使用了无间隙避雷针。因此在使用励磁变压器时要考虑到几个方面可能存在的问题。首先，为了避免短路，要考虑到氧化锌的电阻特性。非线性电阻老化容易导致短路现象的发生，而其最高吸收限度也不能超过100NHz的连续电压。其次，一般的避雷器由于绝缘程度较低，对于励磁变压器的保护效果有限，在产生电压时容易直接损伤励磁变压器，因此需要调整参数，切实对励磁变压器进行保护[2]。遗憾的是，由于参数的变化会导致二次电压随之变化，因此，目前市面上还未能找到行之有效的产品。
3.2放电间隙
对于放电间隙的保护通常采用简单的防雷装置。其优点是构造简单，便于维护，但是缺点就是很难自行灭弧。放电间隙保护装置有3种结构：棒形、球形和角形，这3种结构各有利弊。棒形由于极陡的伏秒特性，难以与设备绝缘进行无缝的配合；球形虽然保护性能和伏秒特性都处于中上等水平，但是由于端头易发生烧伤，烧伤后电极之间间歇距离扩大，导致动作缺乏准确性。相对于上述2种情况，角形集中了二者的优点而规避了其中明显的缺点，成为目前在过电压防护领域中应用最广泛的一种装置。
3.3出线过电压
针对这种一次设备的保护，需要采用GIS和AIS2种配电设备[4]。GIS装置需要至少2000m以上的架空线路，并且必须在出线连接处安装避雷器，但是避雷器严禁安装在母线上。在电缆段与避雷器相连的另一端务必接地，对于单芯和三芯电缆亦是如此。AIS装置能够对35~220kV的进线段起到保护作用，同样需要装置避雷器，并且禁止安装在母线上，特殊情况除外。同时，AIS配电器需要格外注意接地端和电缆金属外皮的接触情况，避免意外情况的发生。
结束语
随着国民经济的不断发展，我国年用电量日益增加，这对水电厂的生产提出了更高的要求。为防止水电厂电气一次设备过电压现象，而导致严重安全事故的产生，本文从水电厂电气设备入手，简要介绍过电压种类，并分析产生过电压的主要原因，并以此重点探讨分析电气一次设备过电压保护措施，为水电厂的相应问题提供一定的借鉴作用。
参考文献：
[1]朱声石.高压电网继电保护原理与技术[M].第三版.北京：中国电力出版社，2005.
[2]许庆强，索南加乐，柳焕章等.基于相间故障弧光电压特征的高压线路选相元件[J].电力系统自动化，2006（04）.
[3]陈朝晖，黄少锋，陶惠良.新型阻杭选相方法[J].电力系统自动化，2005（03）.
[4]张禹.水电厂电气一次设备过电压保护措施研究分析[J].工程技术：引文版，2016（6）：00274.
[5]韩春辉.试论水电厂电气一次设备过电压保护措施[J].科技与企业，2015（7）：179.
论文作者:赵晶晶
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/14
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