水电站过电压相关问题及保护探讨

水电站过电压相关问题及保护探讨

陈晓富

广西南宁大王滩经济开发中心 广西 南宁 530218

摘要：随着国民经济的快速发展和各领域的不断完善，也直接增加了对电力的需求，对系统运行的安全性和稳定性提出了更高的要求。浪涌是由于电磁干扰导致电压异常升高的现象。无论电源浪涌问题的形式如何，所造成的损害都是不可估量的，直接威胁到电力系统的安全稳定运行，甚至可能对电力系统造成损害。这对整个电力系统的供电安全产生了影响，面对多面、随机、不可预知的浪涌现象，水电站非常有必要加大对电力浪涌保护技术的研究，重视电力浪涌问题。保护设计，采用科学、高效、准确的浪涌保护技术，将电力浪涌造成的损害降到最低，从而有效保障各类电站工程水电的顺利发展，对保障电站安全稳定运行起到重要的积极作用。

关键词：水电站；过电压；问题；保护

引言

在电力事业蓬勃发展的今天，各种规模的水电站日渐兴起，为满足水力发电的要求，水电站中配备了各种电气设备和设施，为提高电气系统运行的稳定性，水电站应该加强电气系统设计优化。过电压是水电站电气系统中比较常见的问题，这一问题的出现对电气系统的可靠运行产生了极为不利的影响，影响了水电站的安全平稳运行。

1水电站电气过电压种类与产生原因

水电站电气过电压现象在实际工作过程中会直接损坏电气化设备，导致电气化设备发生一系列的故障，原有功能不能得到有效发挥，分析水电站电气过电压种类与产生原因，是有效应用电气过电压保护技术的必要条件。通常情况下，水电站电气化设备工作中的过电压总体上可以分为外过电压和内过电压，具体又细分为大气过电压、工频过电压、操作过电压和谐振过电压四种。其一，大气过电压。一般而言，导致大气过电压的因素是大自然的雷击现象，由于雷击的瞬间可以达到一万伏的巨大过电压，一旦供电线路或者电气化设备线路遭到雷击后，电流源作用过程和云放电过程大致相当，因此从电源的性质方面来看，一定会产生过电压现象，大气过电压有着显著的特点，如冲击力大、破坏性强和持续时间短等等，而且过电量与雷击的强度呈现出正比的关系，与电气化设备的等级并无太大关系；其二，工频过电压。实质上，导致工频过电压的主要原因是线路空载时的荣升效应，并且工频过电压有着倍数较低、持续时间久和安全威胁大的显著特点，绝缘电气设备受工频过电压的影响较小，通常情况下在相应线路上安装并联电抗亦或是设置导体避雷线就能够显著降低工频过电压发生的可能性；其三，操作过电压。所谓操作过电压，即是由于操作人员操作不当导致的故障，也有可能是电气化设备自身出现了故障或者工作者进行了断路器操作，这些原因都有可能导致操作过电压的现象产生，操作过电压还分为弧光接地过电压、空载变压器过电压、切除空载线路过电压和空载线路重合闸过电压等形式；其四，谐振过电压。在水电站电力系统产生故障时，电感元件和电容元件就很有可能发生振荡回路的现象，最终引发谐振而出现谐振过电压的现象，谐振过电压是过电压现象中较为严重的一种，不仅仅会对电气化设备产生破坏性、并对低、中压电网的运行带来极为恶劣的影响，甚至还会烧坏设备、在很大程度上降低了设备的绝缘性。

2水电站过电压保护技术的应用

2.1氧化锌避雷器

氧化锌避雷器可实现对过电压的预防，主要是因为这一类避雷器的性质和功能特殊，使得其对大气过电压的防护效果显著。当水电站的氧化锌避雷器投入运行后，避雷器本身的阻值要略大，即使大气过电压导致其电阻值减小，但也同步形成了导通回路，该回路可为电荷的导出创造条件，使残留电压处于正常标准内。一旦电气设备电位差正常，避雷器阻值会立即恢复到初始状态，此时的阻值较大，完全可以抵御过电压的危害。

2.2放电间隙保护技术

放电间隙保护技术也是电涌保护技术的一种，已广泛应用于水电站的浪涌保护，一般用于防雷装置中。一般来说，避雷器中有两个电极，一个直接与接地装置相连，另一个通过火线与绝缘层相连，在具体工作中，要保证这两个电极保持一定的电流。一定的距离。从而起到过压保护的作用。基本上，垃圾场防护装置的装置结构简单，防护效果非常好，不仅广泛应用于水电站领域，而且广泛应用于各种电气化设备，是重要的组成部分。水电站电涌保护技术，具有后期维护方便，品种丰富的特点，其中杆式、球面式和角式是最常见的类型。杆式放电间隙的伏秒特性保护装置最陡，但与水电站相关带电装置进行绝缘配合时，配合度不好，但装置的伏秒特性球形放电间隙的保护比较平坦，电涌保护技术性能最好，但在实际使用中。在此过程中，可能会发生端子烧毁，在一定程度上降低了电涌保护的效果。

2.3氧化锌压敏电阻

在一些水电站的过电压保护中，配备了氧化锌压敏电阻，这一特殊电阻也可有效实现过电压保护。在使用该电阻时，高阻抗元件的阻值表现出一定的波动，反复变化下，同步产生了对应的放电电流，放电电流可以对设备电位差起到良好的控制作用。因为氧化锌压敏电阻良好的过电压保护效果，很多水电站都倾向于采用这种保护方式。

3优化水电站设备故障管理途径

3.1完善管理制度

为充分发挥水电厂设备维修管理的积极作用，一方面，水电厂管理者应更加重视设备维修管理。开工前，根据水电站实际情况制定具体管理工作流程，并在后续管理中不断完善更新，提高设备安全管理水平。另一方面，在水电站维护管理过程中，应采用系统化、规范化的管理模式，形成相应的制度管理体系。相关人员严格按照管理制度进行设备故障排除，确保水电站设备正常运行，提高水电站效益。重视设备管理和监督，制定相应的检测计划，设立专门的维修部门，定期组织专人对设备进行全面的维修，有效防止安全事故的发生。另外，由于水电站设备种类繁多，应做好保养和维护工作，避免设备因长期使用而老化，如果设备不能升级，会降低设备的使用寿命。当发现设备出现问题时，必须及时采取措施妥善解决。

3.2做好设备维护工作保证设备正常运行

在进行水电站施工时，水力发电属于一项高危险、高技术的行业，保证设备的性能是保证发电效益的有效措施。根据目前水电站设备“转速大、水头高、含沙量大”等情况，该水电站在进行管理过程中，采取多种措施不定期对设备进行检测，并及时对设备的运行状态进行检测，充分掌握设备的情况，分析设备的变化规律，确保设备处于稳定的运行状态。在管理过程中，全站制定了“安全巡查结合、机组运检分开”的检查原则，按大修和中小修相结合的方法进行施工，有效缩短设备的检修周期。组织检修人员不断学习新技术，并对传统的检修方法进行改进，提升了检修质量，节省了耗材费用。另外，该水电站工作在做好电气试验、站内机组大修、厂高ＣＴ更换、励磁升级改造、主变大修、输电线路检修的基础上，还积极承接了一些工程项目，促进了同类企业的发展。

4 结语

总而言之，电气设备是水电站电力系统的重要组成部分，其稳定性与安全性直接决定着电力网络的运行状况，如何降低和消除过电压带来的损害关系着水电站的发展成效。因此，作为新时代的水电站技术工作者要发现水电站电气过电压种类与产生原因，并采取先进的过电压保护技术保障电气化设备不受到损害，这样才能确保水电站运行的安全性与稳定性，为社会经济发展提供更加稳定的电力能源支持。

参考文献

[1]曾令森.大型水电站运行安全管理模式研究[J].水利科学与寒区工程,2021,4(03):104-107.

[2]王吉予.浅析中小型水电站运行管理中的问题及对策[J].设备管理与维修,2020(12):26-28.

作者简介：陈晓富（1989-），男，汉族，广西兴业人，本科，助理工程师，主要从事水电站运行与维修工作。