220KV变电站运行操作中过压的分析和防范

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  摘 要:在现代的电网建过程中,220kV变电站的使用,早已成为我国供电的保障,但是,在220kV变电站运行中,过电压的现象时有发生,对此我们进行了分析。本文分析低压系统中过电压的产生原因,分析空载变压器操作过电压及其抑制对策,叙述母线系统谐振过电压的分析及其抑制对策,确定电力安全运行。
  关键词:220kV变电站;防范措施;过电压;防范措施
  过电压,即电力系统中出现的电压或者电位差的升高的现象,进而对绝缘有所危害,一般来说,将操作、故障过渡时出现的,短时间持续的过电定义成操作过电压。在220kV变电站运行操作过程中,避免不了发生操作过电压或者谐振过电压等情况,极可能危及设备的正常运行,甚至可能威胁到操作人员的人身安全。对此,应当就220kV变电站运行操作过程中所出现的过电压进行分析,了解过电压产生的原因,进而采取有效的防范措施来强化220kV变电站,促使220kV变电站长期高效的、稳定的、安全的运行。
  一、变电站的不合理现象
  之所以会产生变电压的现象,是因为,电压或者电压差的不正常升高,而使得绝缘体造成的损坏的现象。一般的家庭电压主要是在220kV,而超过了这个范围主要是由于操作的不合理和用电过量,其中,操作的不合理现象主要是指在电压使用出现故障时,故障持续的时间较短,造成绝缘体损坏。用电过量主要是在家庭电压承受的能力范围的220kV中,超过了这个标准,也就是说,在家庭中一个插排,不能供多个高电压的电器共同使用,这样很容易会跳闸的。
  通常情况下,220kV的变电站主要就是三相四线制和三相五线制两种接线方式,其中在TN低压电网中有一点必须直接接地,外露部分利用保护线功能(TNCS方式、TNS方式以及TNC方式等)实现接地。但是,由于用途的不同,主要有保护、防雷、防静电、工作等四种接地方式。接地的规范与人身安全直接相关。
  二、220kV变电站操作运行中的典型操作分析
  1空载变压器的过电压
  空载变压器的工作原理:配电装置的经济运行即必须以保证配电装置的安全运行为基础,对变压器合理配置,针对其运行方式进行改进,调整变压器负载,实现变电器最大化降低电能耗损。把降低变压器综合功率作为主要目标,进行变压器经济运行。想要做到变压器经济运行,首先,合理选择变压器组合的容量、台数;其次,选择变压器功率耗能最小的经济运行方式;最后,做到调整变压器负载的合理化,让其在变压器功率耗能最小的运行间运行。变压器一次绕组接入电源与二次绕组开路的工作状态就是空载运行,当其运行时会有空载电流,在一次绕组接入电源时产生电流,切除空载变电器之后会有微小电流,但其游离性较强,从而出现截流,也正是因为这种现象,所以使得空载变电器出现过电压。
  2母线系统谐振产生的过电压
  铁磁谐振的产生是由于变压器和互感器等上面存在着铁磁电感而产生的。当合闸或者是暂态操作方式发生时,此时铁心会相应发生变化,但是当铁心自身出于饱和状态时就会产生谐振现象。铁心磁电感的强弱主要是依赖于铁心自身饱和的状态程度,这是非线性的,并且,铁心的饱和程度的出现在一定程度上是由电压值的变化情况来决定的。在通常情况下,在小电流性质的接地系统中更容易出现并联的磁铁谐振,而在大电流性质的接地系统中则更容易出现串联的磁铁谐振系统。在220kV变电站中是包含有并联和串联磁铁谐振系统,因此,电感的增大的变化范围即会在串联形式的谐振系统中和并联形式的谐振系统中产生过电压的现象,此时,过电压的出现会引起电压互感器异常的声音现象和电压增大的现象
  三、超过电压的预防措施
  事实上,“截流”现象是在用电过程中经常会出现的也难以避免的一种现象,这种电压问题时常会发生在断路的情况之下,是伴随着断路现象出现的一大矛盾。尽管难以避免,却也并不是解决不了的难题,我们可以用几个办法来减少过压,从而解决这一问题,下面我们就来具体的说一说:
  第一,减小空载电流。空载电流主要是有两部分组成的,一种是铁损,一种是磁化,既然如此,那么在实际的操作过程中,就可以用铁来改变电流,以防止事故的发生。铁损是指铁的铁心的耗损,那么我们就可以知道,要想要改变电流,其关键就在于改变铁心,所以在实际的选材应用中,我们可以选择上好的铁心,不仅是质量好,而且要功能也同样适用的铁心,以此来减小空载电流,以避免电压事故的发展。不仅如此,还要对变压器进行时时的监控,在变压器出现问题的时候,要能够及时的采取补救措施,避免更大的损失。
  第二,增大变压器中电容器的电容。在正常的220kV的电压中,经常会使用芯片类型的变压器,对于改变电容器也可以通过芯片来实现。要想增加电容器的电容,指需要将变压器多缠绕几圈线匝,这样就可以简单的改变电容,当产生过压的现象时,也可以在一定程度上分担电压。
  第三,使用带关联的电阻开关。当产生了“截流”的现象的时候,周围的磁场也会发生相应的变化,而不断的转化成为电能量,电容量也会与之相应的增加,电阻开关是此时的最佳选择,它会使周围的磁场所释放的能力有一个很好的处理。但是在实际的应用时,“截流”之前,我们需要将开关闭合一段时间,使得过压的电流暂时出现短路的现象,当然,“截流”之后,还是需要我们关闭开关一段时间,此时就会削弱一部分电流,使得磁场的能量在这此时可以有适当的削弱的现象。
  四 母线系统谐振过电压的预防措施
  第一,使用倒闸操作
  首先,在具体的实际操作过程中需要注意一些操作步骤,在母线运行状况不正常的状况出现时,此时控制母线隔离的相应开关需要马上关闭,然后母线的相应的断路器也需要马上关闭。如果母线电压有单独的电源提供时,此时断路器需要进行相应闭合操作,然后进行升压操作,最后,需要进行关闭断路器操作。如果由于母线异常状况导致系统开启差动保护模式时,这时需要关闭断路器的隔开开关,然后再进一步考虑需要采取的措施。当在母线上进行倒闸操作操作时,当改变运行方式时,当铁磁谐振状况发生时,同时,为了阻止谐振情况的发生需要切断谐振回路的电源。但是运行方式的改变需要确保Xc/X1值是在谐振区间值0.01-3之外,同时避免在谐振区间内可以通过电容的增加、空载变压器的增加、电缆插入等等一系列方式来使系统中的电容值增大。最后,当进行倒母线操作时,在母线断开之后,此时需要检查母线上是不是还有电压,因此当现实电压大于感应电压时,此时母线开关需要进行相应断开,如果母线谐振是在母线停运了一段时间之后,此时母线需要在第一时间停运,这时候也还可以配置一个无电源的元器件,此时谐振现象能够有效地被消除。
  第二,技术装备
  在实际操作过程中,技术是很重要的一个方面,若是技术上仍然采用旧的模式,那么在作业时出现的新的问题就很难完成。因此,在这一类的工作中,技术的提升是高效率完成工作的先决条件。第一,不论是设计时还是施工时,对于实际所需要的数据都应该有一个精准的把握,否则一旦出现事故,会造成很难弥补的后果。必须要通过技术能力的提高,以此来保障施工工人的安全以及建筑设施的的安全,避免不必要的安全隐患问题。
  结论:
  综上所述,电力系统的不断更新要求必须有更好的电力保护系统。为使用电的需求得到满足,必须加强继电保护措施,有效减少变电压的发生,保证变电站的安全运行。
  参考文献:
  [1]汪媛,沈倩.关于220kV东门变电站操作过电压的分析及抑制对策[J].山东电力高等专科学校学报,2011(05).
  [2]刘静.220kV变电站运行操作过程中的过电压分析与防范措施[J].中国电业(技术),2012(4):23-25
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