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[摘 要]20kV变电站在运行经常出现过电压，严重影响着变电站的正常运行，为了解决这个问题，本文以某220kV变电站分析变电站内分合空载母线和投切空载变压器2种操作的过程，通过分析探讨220kV变电站运行的原理，出现问题的原因，并提出了通过减少空载电流或者增大变压器电容的方法解决变电站操作运行中出现的过电压现象。
[关键词]220kV变电站 运行操作 过电压 分析与防范
中图分类号：U226.8+1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）25-0046-01
220kV变电站可根据电压的高低分为10kV、35kV、110kV和220kV4个等级。在电网建设中，220kV变电站应用最为广泛，能够保证城市的电力供应。但是，在220kV变电站的运行中，经常出现过电压现象，致使电压突然升高或者电位差升高等电压不稳现象的发生。在220kV变电站中，过电压现象的经常发生，对设备和人员造成巨大的伤害。因此，对过电压采取安全防范措施显得非常重要。
1.空载变压器操作过电压
1.1 原理分析
配电装置经济运行是指在配电装置安全运行的前提下，对变压器进行合理化配置，优化变压器运行方式，调整变压器的伏的装饰，从而降低变压器的电能损耗。
实现变压器经济运行基本要求是：根据实际合理选择变压器组合的台数和容量；优化组合变压器综合功率损耗的经济运行方式；合理调整变压器的负载；变压器的区间运行功率损耗降到最低。变压器的空载运行是指变压器的一次绕组接入电源而二次绕组开路的工作状态。空载电流是指在变压器空载运行状态下一次绕组接通电源后所产生的电流，这种电流通常又称为励磁电流。如果空载变压器被切除，断路器就会因为游离作用而发生截流现象，这种现象又称为熄弧现象。如果产生熄弧现象时，变压器最有可能发生过电压现象。
1.2 防范措施
变压器运行中不可避免的发生截流现象，在断路器影响下通常会产生过电压。理论上认为，通过减小变压器的绕组电流、减小空载电流和增加变压器的电容可以减少过电压现象的产生。
改善铁心空载电流主要是由铁损电流和磁化电流组成的，因此在实践操作中，设备的铁心改善可以引起空载电流发生变化。磁化电流会对磁通产生影响，而铁损电流是因为铁心的损耗造成的，故而变压器的铁心是对空载电流进行调节的关键点所在。在实践中为了减少空载电流的发生，可以采取选用优质铁心或对铁心结构进行改善的方法，如用冷轧晶粒来替代硅钢片等。另外，对变压器进行认真仔细的日常检修也是十分必要的。
使用纠结式绕组220kV变压器一般采用芯片变压器，通过采用纠结式绕组的方式提升变压器的容量。这主要是因为在纠结式绕组上通过在变压器的线匝之间插入绕组的另一线匝，就会增加线组的电容，线匝之间的电位差也会随之增加，当产生过电压时，在各个线匝之间就会对电压进行平均分配。
使用关联电阻开关在变压器发生截流时，会将磁场转化为电能，此时电容容量就会增加，这时如果采用关联电阻开关，就会使磁场的能量得以释放。在截流发生以后将开关关掉，电势将会在电感作用下形成电流，将磁场的能量进行不断地弱化。
2.母线系统谐振过电压的分析与防范
2.1 原理分析
铁磁谐振是由于变压器和互感器等上面存在着铁磁电感而产生。当进行分合闸或暂态操作方式时，会导致铁心发生变化，而铁心达到饱和时就会引起谐振。铁磁电感的强弱程度主要取决于铁心出现饱和的程度，这属于非线性，而铁心出现的饱和程度在一定程度上又取决于电压值的变化，三相绕组位置的电压幅度值越高，铁心就越容易达到饱和程度。处于母线系统中的铁磁谐振主要包括并联和串联的铁磁谐振，并联的铁磁谐振发生在小电流性质的接地系统中，而串联的铁磁谐振则发生在大电流的接地系统中。在220kV变电站中，主要包括并联和串联铁磁谐振性质的接地系统方式，如果电感的变化范围出现扩大现象，就会导致并联和串联的铁磁谐振产生过电压，此时过电压上的互感器就会发生声音上的异常，出现电压升高的现象，甚至会导致系统的绝缘处击穿，从而导致母线的电压互感器烧毁。
2.2 防范措施
母线系统出现铁磁谐振的原因有：电压互感器的质量问题，开关的检修质量不能达标等。对于母线系统的铁磁谐振，应当采取相应的防范措施，以提高安全度。
（1）采取倒闸操作方式。首先应当注意相关的操作步骤，如果出现母线不正常运行的情况，则要将母线的隔离开关立即关闭，然后将母线的断路器关闭，当对母线进行送电时，则要将上述顺序颠倒过来。如果电源提供母线电压，则要将断路器完全闭合，然后进行升压操作，待升压工作完成后，再将电压降到0的位置，然后将断路器关闭。当母线出现一些情况，导致差动保护作用时，要将断路器位置的隔开开关关闭，并采取相关的处理措施；同时要改变相关的运行方式，在母线位置进行倒闸操作过程中，如果出现铁磁谐振现象，需要改变接线方式，并先将谐振的回路电源切断，以免谐振继续发生。
（2）进行技术设备的检测、改进和维修。一般当电容大于900pF时，会产生谐振现象。因此，首先应对电容和励磁的特性进行准确的检查和计算，然后根据标准数值对谐振方位进行判断，并通过不断实践，将断路器的电容控制在450pF以下，从而避免产生铁磁谐振。其次是要对设备进行改进处理，采用质量较好、伏安特性较高、励磁感抗高的电容式电压互感器可以有效避免铁磁谐振情况的发生。最后，还应对设备进行定期维修，以不断提高断路器的性能，并在变压器上设置相关的避雷器保护装置，以有效避免产生过电压。
3.结语
总之，随着社会经济的快速发展，电力系统不断更新，对电力的相关保护系统提出了更高的要求。为了更好地满足我国城区用户的用电需求，必须不断对用电装置进行性能测试，并不断改进继电保护装置，以确保继电保护的有效性，减少过电压现象的发生。同时，还应当对相关设备进行及时的检修和更换，从而保证变电站的可靠、安全运行。
参考文献
[1]胡林林.浅议某变电站运行的过电压分析与防范措施[J].电源技术应用，2013（11）：45-56.
[2]胡国顺.220kV变电站运行操作中的过电压与防范措施的探讨[J].电源技术应用， 2013（10）：67-68.
[3]王文杰，陈鑫.浅谈220kV变电站运行中的过电压控制技术[J].机电信息，2012（33）：73-74.
[4]宋义林.220KV变电站运行过电压分析及抑制对策[J].中国新技术新产品，2012（21）：177-178.
[关键词]220kV变电站 运行操作 过电压 分析与防范
中图分类号：U226.8+1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）25-0046-01
220kV变电站可根据电压的高低分为10kV、35kV、110kV和220kV4个等级。在电网建设中，220kV变电站应用最为广泛，能够保证城市的电力供应。但是，在220kV变电站的运行中，经常出现过电压现象，致使电压突然升高或者电位差升高等电压不稳现象的发生。在220kV变电站中，过电压现象的经常发生，对设备和人员造成巨大的伤害。因此，对过电压采取安全防范措施显得非常重要。
1.空载变压器操作过电压
1.1 原理分析
配电装置经济运行是指在配电装置安全运行的前提下，对变压器进行合理化配置，优化变压器运行方式，调整变压器的伏的装饰，从而降低变压器的电能损耗。
实现变压器经济运行基本要求是：根据实际合理选择变压器组合的台数和容量；优化组合变压器综合功率损耗的经济运行方式；合理调整变压器的负载；变压器的区间运行功率损耗降到最低。变压器的空载运行是指变压器的一次绕组接入电源而二次绕组开路的工作状态。空载电流是指在变压器空载运行状态下一次绕组接通电源后所产生的电流，这种电流通常又称为励磁电流。如果空载变压器被切除，断路器就会因为游离作用而发生截流现象，这种现象又称为熄弧现象。如果产生熄弧现象时，变压器最有可能发生过电压现象。
1.2 防范措施
变压器运行中不可避免的发生截流现象，在断路器影响下通常会产生过电压。理论上认为，通过减小变压器的绕组电流、减小空载电流和增加变压器的电容可以减少过电压现象的产生。
改善铁心空载电流主要是由铁损电流和磁化电流组成的，因此在实践操作中，设备的铁心改善可以引起空载电流发生变化。磁化电流会对磁通产生影响，而铁损电流是因为铁心的损耗造成的，故而变压器的铁心是对空载电流进行调节的关键点所在。在实践中为了减少空载电流的发生，可以采取选用优质铁心或对铁心结构进行改善的方法，如用冷轧晶粒来替代硅钢片等。另外，对变压器进行认真仔细的日常检修也是十分必要的。
使用纠结式绕组220kV变压器一般采用芯片变压器，通过采用纠结式绕组的方式提升变压器的容量。这主要是因为在纠结式绕组上通过在变压器的线匝之间插入绕组的另一线匝，就会增加线组的电容，线匝之间的电位差也会随之增加，当产生过电压时，在各个线匝之间就会对电压进行平均分配。
使用关联电阻开关在变压器发生截流时，会将磁场转化为电能，此时电容容量就会增加，这时如果采用关联电阻开关，就会使磁场的能量得以释放。在截流发生以后将开关关掉，电势将会在电感作用下形成电流，将磁场的能量进行不断地弱化。
2.母线系统谐振过电压的分析与防范
2.1 原理分析
铁磁谐振是由于变压器和互感器等上面存在着铁磁电感而产生。当进行分合闸或暂态操作方式时，会导致铁心发生变化，而铁心达到饱和时就会引起谐振。铁磁电感的强弱程度主要取决于铁心出现饱和的程度，这属于非线性，而铁心出现的饱和程度在一定程度上又取决于电压值的变化，三相绕组位置的电压幅度值越高，铁心就越容易达到饱和程度。处于母线系统中的铁磁谐振主要包括并联和串联的铁磁谐振，并联的铁磁谐振发生在小电流性质的接地系统中，而串联的铁磁谐振则发生在大电流的接地系统中。在220kV变电站中，主要包括并联和串联铁磁谐振性质的接地系统方式，如果电感的变化范围出现扩大现象，就会导致并联和串联的铁磁谐振产生过电压，此时过电压上的互感器就会发生声音上的异常，出现电压升高的现象，甚至会导致系统的绝缘处击穿，从而导致母线的电压互感器烧毁。
2.2 防范措施
母线系统出现铁磁谐振的原因有：电压互感器的质量问题，开关的检修质量不能达标等。对于母线系统的铁磁谐振，应当采取相应的防范措施，以提高安全度。
（1）采取倒闸操作方式。首先应当注意相关的操作步骤，如果出现母线不正常运行的情况，则要将母线的隔离开关立即关闭，然后将母线的断路器关闭，当对母线进行送电时，则要将上述顺序颠倒过来。如果电源提供母线电压，则要将断路器完全闭合，然后进行升压操作，待升压工作完成后，再将电压降到0的位置，然后将断路器关闭。当母线出现一些情况，导致差动保护作用时，要将断路器位置的隔开开关关闭，并采取相关的处理措施；同时要改变相关的运行方式，在母线位置进行倒闸操作过程中，如果出现铁磁谐振现象，需要改变接线方式，并先将谐振的回路电源切断，以免谐振继续发生。
（2）进行技术设备的检测、改进和维修。一般当电容大于900pF时，会产生谐振现象。因此，首先应对电容和励磁的特性进行准确的检查和计算，然后根据标准数值对谐振方位进行判断，并通过不断实践，将断路器的电容控制在450pF以下，从而避免产生铁磁谐振。其次是要对设备进行改进处理，采用质量较好、伏安特性较高、励磁感抗高的电容式电压互感器可以有效避免铁磁谐振情况的发生。最后，还应对设备进行定期维修，以不断提高断路器的性能，并在变压器上设置相关的避雷器保护装置，以有效避免产生过电压。
3.结语
总之，随着社会经济的快速发展，电力系统不断更新，对电力的相关保护系统提出了更高的要求。为了更好地满足我国城区用户的用电需求，必须不断对用电装置进行性能测试，并不断改进继电保护装置，以确保继电保护的有效性，减少过电压现象的发生。同时，还应当对相关设备进行及时的检修和更换，从而保证变电站的可靠、安全运行。
参考文献
[1]胡林林.浅议某变电站运行的过电压分析与防范措施[J].电源技术应用，2013（11）：45-56.
[2]胡国顺.220kV变电站运行操作中的过电压与防范措施的探讨[J].电源技术应用， 2013（10）：67-68.
[3]王文杰，陈鑫.浅谈220kV变电站运行中的过电压控制技术[J].机电信息，2012（33）：73-74.
[4]宋义林.220KV变电站运行过电压分析及抑制对策[J].中国新技术新产品，2012（21）：177-178.