（长庆油田分公司水电厂靖边燃气发电厂 陕西榆林 718500）
摘要：本文通过对几种操作过电压的原因进行分析，制定相应的应对措施，避免操作过电压的发生。同时，针对各种操作过电压的发生时的现象进行描述，明确各类操作过电压发生时的判断方法和补救措施，从而终止过电压的发生，避免因过电压造成更大的事故。最后，对几起操作过电压的事故进行分析，生动的阐述了各类操作过电压对设备的影响和应对措施。
关键词：变电所；操作；过电压；措施
引言
在电力系统中，由于断路器的操作或系统故障，使系统的参数发生变化，导致电力系统内部能量的转化或传递的过渡过程中，在电力系统产生过电压，这个过电压称之为操作过电压。操作过电压可能影响电网系统的稳定，造成设备的损坏，甚至威胁人身安全。如何判断操作过电压、制定应对措施、发生时采取补救措施，从而阻止操作过电压的进一步发展，是当前油田电网安全运行的一个难题。
1 变电所操作过电压的原因分析
1.1 分合空载线路引起的过电压
油田配电线路主要负荷为抽油电机、注水井电机等三相负荷，由于负荷的特殊性，其不具有自动启停功能。停电后必须人工启动电机负载，因此在启动电机前对配电线路送电或者由于重合闸引起的切断线路都造成了“分合空载线路”，可能造成操作过电压。
切除和投入空载线路时引起过电压的根源是电弧重燃，其矛盾的两个方面是开关的灭弧能力和触头间的恢复电压，再就是线路上的残余电压；空载线路的合闸过电压是由于在合闸瞬间的暂态过程中，回路中因发生高频振荡而产生。
1.2 弧光接地过电压
单相接地故障是电网运行中的常见故障。在单相接地故障中，绝大部分属于弧光接地，通过弧光的电流Ijd是健全的相对地电容电流的总和。一般情况下，Id并不太大而不足以产生稳定的电弧，于是就形成了电弧熄灭和重燃的相互交替的不稳定的工作状态，这种间歇性电弧现象引起的电网运行状态的瞬息变化，导致电磁能的强烈振荡，这就是弧光过电压的产生机理。
1.3 切除空载变压器过电压
空载变压器就是励磁线圈，因此切断消弧线圈、大型电动机和并联电抗器等电杆元件也会产生与切空载变压器类似的物理过程。如图为切空载变压器的等值电路，其中其中Ls为电源电感，Cs为母线对地电容，Lk为Cs和C回路的连线电感，L为变压器的励磁电感，电容C由变压器的等值电容Cb和空载变压器侧的全部电气设备的并联电容组成。
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切空载变压器等值电路图
在工频情况下，容抗1/wCb远比励磁电抗大，在分闸之前，通过开关的电流可认为只是变压器的励磁电流。断路器切断较小的励磁电流时，会在电流自然过零之前的某-I0值时强行截断，电感中的储能不可能突变至零，他对小电容进行高频放电以致电流i急剧下降，Ldi/dt可达到很高的数值，这就是空载变压器的分闸过电压。
2 变电所操作过电压的应对措施
2.1 线路操作过电压的应对措施
利用避雷器限制空载线路操作过电压。在合闸或重合闸空载线路时，避雷器将受到更严重的考验，因为线路与电源相连，过电压能量可以从电源得到补充。由于避雷器电流中包含高频及工频分量，这就要求避雷器间隙在较高的恢复电压下能切断工频续流，否则在下一工频半波就会重燃，甚至会连续动作（2~3）次。为使避雷器能可靠地工作，必须要求避雷器放电间隙具有足够强的熄弧能力，具有足够大的通流容量。
利用避雷器限制操作过电压是有一定保护范围的自线路首端发出的过电压波使线路末端避雷器动作，而后者发出的反极性过电压波需要在I/v时间后才到达首端。变电所的10-35kV出线、进线必须安装有相应电压等级、性能良好的氧化锌避雷器，防止线路操作过电压的发生。
2.2 弧光接地过电压的应对措施
消弧线圈补偿接地电流限制弧光接地过电压。消弧线圈是大容量电感线圈，接在变压器的中性点上，设有多个分接头，其容量可以分级调节。
采用中性点经消弧线圈接地的电网也称为补偿电网。消弧线圈的作用不仅在于减少故障点的残流，促使迅速自熄灭，同时也在自熄灭的恢复电压上升缓慢，避免发生重燃。消弧线圈是促使单相接地电弧自行消失和防止产生弧光接地过电压的有力措施。
2.3 切除空载变压器过电压的应对措施
切除空载变压器过电压的波形具有高频振荡衰减性，持续时间极短，对系统绝缘的作用与雷电过电压相仿，故可用阀式避雷器来限制。目前，一般采用氧化锌避雷器代替阀式避雷器作为变压器的过电压保护。在雷雨季节里，变压器的高压侧和低压侧都应该安装有避雷器防止雷电过电压，在冬季，这些避雷器也不应该退出，因为它还用于防止切除空载变压器产生的过电压。
3 变电所操作过电压的处理措施
3.1 操作过电压的判断
当值班员在操作或日常运行时，发现系统电压发生较大变化，同时可能伴有电压互感器、消弧线圈、主变、电容等设备运行异响或者发热甚至冒烟，就应该考虑到操作过电压的发生。一般情况，操作过电压时，根据产生过电压原因、种类的不同，过电压的幅值不尽相同。
一般切合空载线路产生的过电压为1.7~1.9倍相电压；线路重合闸产生的过电压为接近3倍的相电压；弧光接地过电压为小于或接近3倍的相电压；切除空载变压器产生的过电压为5~8倍相电压，但是持续时间极短，可看作雷电过电压；断线过电压可达到2.5倍以上的相电压；铁磁谐振过电压可升高为2~3倍左右的相电压。通过对过电压发生时，电压与额定电压进行倍数比对，同时观察过电压的稳定情况，分析判断过电压的种类。
再例如，当对空载线路进行停电时，发生过电压，可考虑为空载线路操作过电压。当系统有瞬间接地时发生过电压，可考虑为弧光接地过电压；当PT显示三相电压同时升高成线电压或更高（2~3倍相电压），同时伴有PT发热、异响甚至冒烟，可考虑为铁磁谐振过电压；当系统有单相接地故障，同时PT异响、发热，电压不稳定，可考虑为单相接地造成铁磁谐振过电压等等。
3.2 操作过电压发生后的处理方法
当发生过电压时，应该改变过电压的条件。应按照以下方法来消除正在发生的过电压：
（1）拉开充电断路器，改变运行方式。
（2）投入母线上的线路，改变运行方式。
（3）投入备用母线，改变接线方式。
（4）投入母线上的备用变压器或所用变压器。
（5）将PT开三角侧短接。（在开口三角安装压敏电阻即可解决）
（6）投、切电容器或电抗器。
结语：操作过电压是油田电网运行不可避免的故障，时刻都在发生，我们之所以没有觉察，是因为高性能避雷器的大范围使用、消弧线圈的普及、消谐器的普遍安装等，同时，经过不断的变电所改造，变电所设备的完善和性能的提高，避免或者化解了过电压的发生。但是，近些年过电压导致PT烧毁、过电压保护器爆炸事故也时有发生。为了避免操作过电压造成的损失，首先我们应该从人员素质上下手，加大培训力度，提高值班员事故的判断和处理能力，将操作过电压造成的设备伤害消灭的开始阶段；其次是提高管理水平，加强线路管理，避免配电线路单相接地、断线等故障的发生，避免频繁对故障线路进行停送电操作；最后是在设备选型、安装与维护上加大科研力度，合理选型、准确安装、妥善维护，使已发生的操作过电压及时得到抑制。
参考文献：
[1]变电所常见的故障及处理方法[J].王晶.高科技与产业化.2010（11）