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[摘 要]神火集团矿区电网具有供电容量大、供电区域广、线路长、电网结构复杂、谐波危害大、雷害频发等特点。本文针对引起电网过电压的原因进行了分析和判断，并从高压到低压，一次到二次采取不同的措施，合理的解决和抑制过电压的发生，确保了电网安全可靠的运行。
[关键词]煤矿电网；过电压防护；绝缘配合技术；电网过电压
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）33-0055-01
1、电网过电压产生的原因和分类
过电压分外过电压和内过电压两大类。
外过电压又称雷电过电压、大气过电压。由大气中的雷云对地面放电而引起的。分直击雷过电压和感应雷过电压两种。雷闪击中带电的导体 ，如架空输电线路导线，称为直接雷击。雷闪击中正常情况下处于接地状态的导体，如输电线路铁塔，使其电位升高以后又对带电的导体放电称为反击。直击雷过电压幅值可达上百万伏，会破坏电工设施绝缘，引起短路接地故障。
内过电压 电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压。有暂态过电压、操作过电压和谐振过电压。暂态过电压是由于断路器操作或发生短路故障，使电力系统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压 ，又称工频电压升高。
2、神火电网采取的具体方案和措施
2.1 线路防雷电防护
（1）架空线路雷电防护采用线路全线架设避雷线，对于110kV线路、35kV线路以及6kV风井线路均采用全线架空避雷线，提高了线路防雷能力。
（2）6kV风井回路全线架设JKLGYJ—185/25绝缘导线，架空绝缘导线由于多了一层绝缘皮，有了较裸导线优越的绝缘性能，可减少线路相间距离， 降低对线路支持件的绝缘要求，提高同杆线路回路数，可以防止外物引起的相间短路。为了防止全线绝缘导线雷击断线的事故，除在起始、终端杆加装避雷器外，还在中间加装2组避雷器。
风井回路架设绝缘导线提高了线路抗风险能力，风井安全可靠运行；对线路走廊安全，起到了有效的保护作用。
2.2 变电站电气设备、建筑物防护
（1）装设避雷针。变电站防直击雷的常用措施，避雷针是防护电气设备、建筑物不受直接雷击的雷电接收器，均按独立的避雷针设计和施工。并严格按照独立避雷针及其接地装置与被保护建筑物及电缆等金属物之间的距离不应小于5米，主接地网与独立避雷针的地下距离不能小于3米，独立避雷针的独立接地装置的引下线接地电阻不可大于10欧姆并需满足不发生反击事故的要求进行设计和施工。
（2）改造接地网，强化设备接地保护，防止反击过电压。某些老变电站原有接地网因年代已久，腐蚀严重，随着神火集团供电系统容量的增大，接地网已不能满足系统要求。对变电站接地网进行整体改造，重新制作110KV室外接地网及保护室设备接地网，对高压设备构架全部采用40×4镀锌扁钢双接地形式，主网采用60×6热镀锌扁钢制作。变电站主网接地和避雷针接地网各自独立，因此雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备的反击事故，防止了雷击避雷针时的反击事故。
2.3 变电站母线过电压防护
（1）氧化锌避雷器防护。110kV和35kV母线均安装氧化锌避雷器组，变电站的每组主母线和分段母线上都装设避雷器，用來保护变压器和电气设备。各组避雷器用最短的连线接到变电装置的总接地网上。避雷器的安装尽可能处于保护设备的中间位置。
（2）BOD（保的）R自脱离过电压保护装置。对于6kV及10kV 母线及馈线设备，采用最新技术自脱离过电压保护装置，能有效限制发生在相与地之间和相与相的大气过电压和电网的各类内部过电压。具有动作计数和脱离器状态监测功能。配置RS—485通讯接口，可通过网线与监控系统实现数据远传。装设在进出线开关柜的线路侧，可有效限制电网的内部过电压和真空开关开断过程中发生在线路侧的操作过电压；装设在电压互感器柜，可有效限制电网的内部过电压和真空开关开断过程中发生在电源侧的操作过电压。
3 PT优化接线法消除铁磁谐振
由于神火集团供电6kV-35kV供电系统采用的是中性点不直接接地系统，由于线路单相接地短路、线路断线、操作空母线等原因，在运行中往往容易激发电压互感器发生铁磁谐振。当出现铁磁谐振时，将产生高于额定值几倍甚至几十倍的过电压和过电流，会导致电压互感器高压绕组烧损；同时，在电网导线对地电容较大的系统中，其暂态过程往往容易产生超低频振荡过电流，会导致高压熔断器熔断，据统计2010-2015年度神火矿区因铁磁谐振共发生各类保险熔断故障8次。
据此，结合网内经验和神火电网实际，我们设计了PT优化接线法，通过采用电压互感器一次绕组中性点经零序电压互感器接地，在此情况下，如发生单相接地故障，电压互感器中性点对地有相电压产生，而主PT仍处于正序对称电压之下，互感器电感并不发生改变，则PT各相绕组跨接在电源的相间电压上，不再与接地电容相并联，因而不会发生中性点位移，也就不会发生谐振。
通过上述一系列措施，神火集团煤矿电网在雷雨大风等恶劣环境下遭雷击跳闸次数逐年减少，谐波危害大幅降低，因過电压造成的事故逐年减少，供电可靠性进一步加强，电网供电质量进一步提升，也取得了良好的经济效益。
参考文献
[1] DL/T620—1997.交流电气装置的过电压保护和绝 配合.
[2] 建筑物防雷工程施工与质量验收规范GB 50601-2010.
[3] IEC 71—2 （1993）.绝缘配合.
[4] GB 311.1—1997.高电压输电设备的绝缘配合.
[5] GB 311.7—88.高压输变电设备的绝缘配合使用导则.
[关键词]煤矿电网；过电压防护；绝缘配合技术；电网过电压
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）33-0055-01
1、电网过电压产生的原因和分类
过电压分外过电压和内过电压两大类。
外过电压又称雷电过电压、大气过电压。由大气中的雷云对地面放电而引起的。分直击雷过电压和感应雷过电压两种。雷闪击中带电的导体 ，如架空输电线路导线，称为直接雷击。雷闪击中正常情况下处于接地状态的导体，如输电线路铁塔，使其电位升高以后又对带电的导体放电称为反击。直击雷过电压幅值可达上百万伏，会破坏电工设施绝缘，引起短路接地故障。
内过电压 电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压。有暂态过电压、操作过电压和谐振过电压。暂态过电压是由于断路器操作或发生短路故障，使电力系统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压 ，又称工频电压升高。
2、神火电网采取的具体方案和措施
2.1 线路防雷电防护
（1）架空线路雷电防护采用线路全线架设避雷线，对于110kV线路、35kV线路以及6kV风井线路均采用全线架空避雷线，提高了线路防雷能力。
（2）6kV风井回路全线架设JKLGYJ—185/25绝缘导线，架空绝缘导线由于多了一层绝缘皮，有了较裸导线优越的绝缘性能，可减少线路相间距离， 降低对线路支持件的绝缘要求，提高同杆线路回路数，可以防止外物引起的相间短路。为了防止全线绝缘导线雷击断线的事故，除在起始、终端杆加装避雷器外，还在中间加装2组避雷器。
风井回路架设绝缘导线提高了线路抗风险能力，风井安全可靠运行；对线路走廊安全，起到了有效的保护作用。
2.2 变电站电气设备、建筑物防护
（1）装设避雷针。变电站防直击雷的常用措施，避雷针是防护电气设备、建筑物不受直接雷击的雷电接收器，均按独立的避雷针设计和施工。并严格按照独立避雷针及其接地装置与被保护建筑物及电缆等金属物之间的距离不应小于5米，主接地网与独立避雷针的地下距离不能小于3米，独立避雷针的独立接地装置的引下线接地电阻不可大于10欧姆并需满足不发生反击事故的要求进行设计和施工。
（2）改造接地网，强化设备接地保护，防止反击过电压。某些老变电站原有接地网因年代已久，腐蚀严重，随着神火集团供电系统容量的增大，接地网已不能满足系统要求。对变电站接地网进行整体改造，重新制作110KV室外接地网及保护室设备接地网，对高压设备构架全部采用40×4镀锌扁钢双接地形式，主网采用60×6热镀锌扁钢制作。变电站主网接地和避雷针接地网各自独立，因此雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备的反击事故，防止了雷击避雷针时的反击事故。
2.3 变电站母线过电压防护
（1）氧化锌避雷器防护。110kV和35kV母线均安装氧化锌避雷器组，变电站的每组主母线和分段母线上都装设避雷器，用來保护变压器和电气设备。各组避雷器用最短的连线接到变电装置的总接地网上。避雷器的安装尽可能处于保护设备的中间位置。
（2）BOD（保的）R自脱离过电压保护装置。对于6kV及10kV 母线及馈线设备，采用最新技术自脱离过电压保护装置，能有效限制发生在相与地之间和相与相的大气过电压和电网的各类内部过电压。具有动作计数和脱离器状态监测功能。配置RS—485通讯接口，可通过网线与监控系统实现数据远传。装设在进出线开关柜的线路侧，可有效限制电网的内部过电压和真空开关开断过程中发生在线路侧的操作过电压；装设在电压互感器柜，可有效限制电网的内部过电压和真空开关开断过程中发生在电源侧的操作过电压。
3 PT优化接线法消除铁磁谐振
由于神火集团供电6kV-35kV供电系统采用的是中性点不直接接地系统，由于线路单相接地短路、线路断线、操作空母线等原因，在运行中往往容易激发电压互感器发生铁磁谐振。当出现铁磁谐振时，将产生高于额定值几倍甚至几十倍的过电压和过电流，会导致电压互感器高压绕组烧损；同时，在电网导线对地电容较大的系统中，其暂态过程往往容易产生超低频振荡过电流，会导致高压熔断器熔断，据统计2010-2015年度神火矿区因铁磁谐振共发生各类保险熔断故障8次。
据此，结合网内经验和神火电网实际，我们设计了PT优化接线法，通过采用电压互感器一次绕组中性点经零序电压互感器接地，在此情况下，如发生单相接地故障，电压互感器中性点对地有相电压产生，而主PT仍处于正序对称电压之下，互感器电感并不发生改变，则PT各相绕组跨接在电源的相间电压上，不再与接地电容相并联，因而不会发生中性点位移，也就不会发生谐振。
通过上述一系列措施，神火集团煤矿电网在雷雨大风等恶劣环境下遭雷击跳闸次数逐年减少，谐波危害大幅降低，因過电压造成的事故逐年减少，供电可靠性进一步加强，电网供电质量进一步提升，也取得了良好的经济效益。
参考文献
[1] DL/T620—1997.交流电气装置的过电压保护和绝 配合.
[2] 建筑物防雷工程施工与质量验收规范GB 50601-2010.
[3] IEC 71—2 （1993）.绝缘配合.
[4] GB 311.1—1997.高电压输电设备的绝缘配合.
[5] GB 311.7—88.高压输变电设备的绝缘配合使用导则.