水电站电气过电压保护技术分析

发表时间:2020/6/3   来源:《中国电业》2020年第4期   作者:  王勋勇
[导读] 近些年,随着人们生活水平的提高,对电力的需求量逐渐增加
         摘要:近些年,随着人们生活水平的提高,对电力的需求量逐渐增加。目前,在国内电力行业发展步伐不断加快的形势下,电气过电压保护技术成为了相关技术工作人员关注的热点话题之一,电气过电压保护技术作为目前电力系统中不可或缺的关键技术,在保障设备运行稳定性和延长设备使用寿命方面有着很大的影响,尤其是在电网技术复杂性逐步提升的背景下,如何采用先进的电气过电压保护技术来提升设备运行的效率与安全性,保证电力设备的正常运行是新时期电力技术研究者关注的重点内容。基于此,本文将在阐述水电站过电压种类与产生原因的基础上,探讨水电站电气过电压保护技术的实践应用,希望为提升水电站电气过电压保护技术水平提供有价值的参考资料。
         关键词:水电站;电气过电压;保护技术
         引言
         随着社会经济的快速发展,各行各业都得到了繁荣发展,同时也直接加剧了电力能源的需求量,对电力系统运行的安全性与稳定性提出了更高的要求。过电压是由于电磁扰动所表现出的电压异常升高的现象,不管是哪种形式的过电压问题,所带来的损害都是无法估量的,直接威胁着电力系统的安全稳定运行,甚至会对整个电力系统的供电安全带来影响,面对多方面、随机性强、难以预测的过电压现象,水电站十分有必要加大电气过电压保护技术的研究,重视过电压的防护设计,采用科学、有效和精确的过电压保护技术将过电压的危害降至最低程度,这样才能有效保障水电站各项工作的顺利开展,对于保障水电站电力系统的安全稳定运行有着很大的积极作用。
         1电力系统过电压的过程分析
         电力系统过电压具体是指电力系统的电气设备在工作时,在有电压时处于绝缘的状态,而由于其他特殊原因,例如相关人员操作失误或者雷击对其造成干扰等众多原因,电力系统在正常的运行过程中受到所在区域的电压增大,这就会使电气设备处于非正常的运行状态,对电气设备造成较大的影响和损害。通常情况下,过电压一般分为大气电压和内部过电压两类,两种过电压的产生都会对设备造成较大的影响,使整个电力系统在正常的运行中发生极大的变化,进一步导致内部电压的增大,最终导致电气设备处于非正常的运行状态,造成较大的影响和损害。
         2水电站电气过电压保护技术的实践应用
         2.1放电间隙保护技术
         放电间隙保护技术也是电气过电压保护技术的一种,在水电站过电压保护中得到了广泛应用,通常在防雷保护装置中得到使用。一般而言,防雷保护装置中有两个电极,其中一个直接连接着接地设施,另一个则是通过带电导线与绝缘子连接,在具体的工作实践中,需要确保这两个电极保持一定的距离,这样才能发挥出过电压保护的作用。实质上,放电间隙保护设施的装置构成并不复杂,有着很好的保护作用,不仅仅在水电站领域得到了广泛应用,而且还被广泛应用于各种电气化设备中,再加上放电间隙保护设施有着后期维护便利性强、种类丰富的显著特点,是水电站电气过电压保护技术的重要组成部分,其中棒型、球型和角型是最为常见的类型,棒型放电间隙保护设施的伏秒特性最为陡峭,但是在与水电站相关电气化装置进行绝缘性配合时,其配合程度不佳,但是球型放电间隙保护设施的伏秒特性比较平缓,电气过电压保护技术的性能最好,但是在实际使用的过程中有可能发生端头烧伤的状况,在一定程度上降低了电气过电压保护的效果。
         2.2励磁变压器过电压保护技术
         励磁变压器是水电站电气过电压保护技术的核心组成部分,也是目前应用最为广泛、效果较好的一种过电压保护技术。

针对水电站电气过电压保护而言,采用无间隙避雷器是励磁变压器的最好方式,但是在实际运用的过程中,需要意识到以下两种方式:首先,在正常的状态下,氧化锌电阻实施连续动作亦或是导通动作都有可能促使非线性电阻老化现象的产生,最终出现短路的问题,所以在具体操作的过程中不能有上述两个动作。与此同时,非线性电阻的方式不可以在100Hz连续过电压吸收中应用,针对过电压现象,一般采取氧化锌电阻保护与吸收的方式,为了促使这一过电压保护技术得到有效应用和发展,国家相关部门曾颁布了相关规定来保护励磁变压器的有效运转,但是在实际的过电压保护中,由于一般的避雷器绝缘性不好,不利于产生较好的过电效果,在励磁变压器中不能得到回路之间的变压器功率不一样,电气的主接线就不可能直接连在一起,这样就会在一定程度上降低水电站的发电功率,而桥形连接则能够有效的平衡功率,以此来增强水电站电气主接线设计的合理性。
         2.3过电压保护的基本方法
         过电压保护的方法具有两个基本特点,相关保护人员需要严格遵循其保护原则和特点,这样才能科学、有效地对其进行相应的保护。由于暂态过电压的存在过程极短,所以相关人员要选用可以适应暂态过电压的材料,并且要使过电压保护装置可以快速地对电压的释放进行正确的拦截,避免产生的过电压通过耦合、转移等多种途径进入到电气设备中,进而对其产生损害和不利影响。另外,还需要使用科学、正确的方法及安全保护设备,避免产生的过电压对电气设备的正常信号产生影响。而相关的过电压保护人员需要以电气设备的正常工作为方向,以科学、正确地保护电气设备为重心,这样才能做到有效地保护过电压。现在以雷电暂态过电压为例,论述高频电路的过电压防护。雷电流主要分布在低频部分,且随着频率的升高而递减。根据这一性质,可以采用将高频信号与雷电流分离的方法,将雷电流引入大地而基本上不损耗正常信号。对高频信号来讲,它很容易通过电容C进入电子设备,而分布在较低频率上的雷电流通过较小的电容器会产生很大的压降;相反,高频信号在电感L上会产生很大的压降,不易通过。而低频的雷电流在电感上可以通过较小抗泄流,从而保护电气设备。另外,采用气体放电管、普通
         二极管等保护元件可以对信号线路实施保护。对于整个建筑物中的过电压保护而言,相关保护人员必须重视对保护装置的使用,这样才能有效地避免由于外部因素而使雷电所产生的过电压对电子设备造成损害和影响,成功地将雷电避之在外。对于建筑物中较为脆弱、精确度较高的电气设备,相关人员不仅要使用日常的保护装置,还要对其输入端做到有效的保护,这样才能尽可能地避免过电压对设备造成影响。
         结语
         随着时代的不断发展和科技的进步,电气设备更加精密,科技含量更高,并且所覆盖的范围极广,所以对于其保护措施需要更加重视,实施科学、有效的防治,这样才能在用电的过程中使电气设备更加科学、更加安全地运行,极大地保障电气设备的寿命,并有效地促进电力事业的发展。
         参考文献
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