1.水电站过电压故障常见类型

 

1.1.直接耦合过电压

 

直接耦合过电压通过电抗输入水电站电网，产生直接耦合过电压。这种过电压问题是由水电站运行中与相关电气设备和建筑物的密切接触引起的。过电压的大小与雷击电流和接地电阻值密切相关，过电压的波形和频率与线路中的电感值和电流的上升速度有关。通过对电厂过电压问题的分析，指出在电厂运行过电压故障后，由于过电压力的影响，相关电气设备的状态参数会发生变化，导致机组运行事故。

 

1.2.电感耦合型过电压

 

电感耦合过电压是水电站常见的问题。详细分析了其原因和原因，认为外部电源是主要原因。由于外部电流的影响，会产生电磁感应。水电站外部环境中存在许多不确定因素。如果有雷击，就会产生电场，会对电力系统造成一定的干扰。如果有电荷聚集，就会产生很大的电位差，导致过电压。感应耦合过电压的大小与高频电流的变化率有关。当高频变化率较高时，产生的电压也会增加，特别是当只有一个原边和副边时，虽然电感很小，但仍能产生较大的电压。

 

1.3.电容耦合过电压

 

与其他形式的过压现象相比，这种电容器耦合过压是一种偶然现象，在一些水电站中很少见。虽然这种现象很少见，但由于其巨大的电容耦合作用，会对水电站的相关电气设备产生一定的影响。当出现过压现象时，内部会出现电荷聚集、电位差增大、放电等问题，影响设备的正常运行。

 

2.水电站过电压的原因

 

2.1.电力外输线路的原因

 

水电工程外部输电线路是一种特殊的长距离高压线路。由于线路位于偏远地区，存在许多复杂的问题。发电机是水电站运行的重要组成部分，机组运行中励磁的可能性很大。物理上，由于励磁现象的存在，会产生电磁干扰，从而在相关电气中产生过电压。因此，由于电力外部输电线路引起的过电压问题非常严重，电厂必须注意解决问题，加强对输电线路的过电压保护。

 

2.2.出线设备的原因

 

水电站外部过电压问题主要是由一些极端原因引起的。例如，在恶劣的气候环境中，如暴雨和闪电，电力系统不能保持正常运行，从而增加了外部电压问题的概率。例如，在闪电条件下，闪电与输电线路的直接接触会导致电网短路，导致电厂电网无法正常运行。

 

2.3.主变压器的原因

 

主变压器的故障也会导致水电站的超压。目前，在各电站的实际运行中，变压器侧断路器很有可能开启和切断空载。如果问题不能及时有效地解决，断流器将根据故障的严重性及时切断。利用物理方法和相关公式将所有磁场能量转化为电流，使线圈内的电容器电压达到最大值。由于过电压与主变励磁和绕组电压密切相关，在分析和处理过电压时应充分考虑主变励磁和绕组电压的相互影响。

 

2.4.发电机中性点的原因

 

水电站电力系统设计规范要求高，连接工作复杂。为了保证电站运行中的各种电气设备能够达到最佳工作状态，必须严格遵守相关规范。电站的中间点是将变压器与发电机的中性点连接起来，然后将变压器与发电机接地。由于其自身的特殊性，电网运行过程中变化率较大，影响电网中的过压现象。同时，由于变压器的工作对发电机的中性点也有很大的影响，发电机中性点的绝缘压力会逐渐降低。一些水电站使用变压器来控制和处理谐振过压。虽然该方法有一定的效果，但由于设备中的绝缘区域，设备在达到使用寿命前将无法正常工作。

 

3.水电站电气设备过电压保护系统

 

3.1.外部保护系统

 

在水电站的电力系统中，建立了一套完整的外部保护系统，可以有效地抑制外部电流和电压，从而避免或减少电厂外部电流和电压的影响。外部保护系统也有一定的隔离效果，在这种隔离效果下，可以有效地抑制外部电感和电容的影响，从而有效地防止上述原因造成的过压问题。外部保护系统由各种保护因素组成，其中闪光、引线、接地系统应用最广泛。为了最大限度地利用外部保护系统，水电站必须严格按照规范要求建设外部保护系统，确保闪光安装效果，覆盖面充分，确保滚球保护半径内相关设备，达到有效保护；设置引线和下线时，确保布置均匀性；设计接地系统时，注意各点的接线处理，根据保护需要科学设置接地电阻。

 

3.2.内部保护系统

 

与外部保护系统不同，在内部保护系统的设计中，重点是优化各种内部细节，如中央控制室、二次屏幕室和计算机室。过电压问题对电厂的影响集中，极大地干扰了电力系统的正常工作。为了提高电力系统的可靠性，降低过电压的概率，必须在核心部分设置内部保护，确保导线与结构柱之间的安全距离超过

 

3米。水电站厂房、尾水渠、坝区等部件必须相互连接，在水电站区形成电位体，防止雷电过压引起的电位差影响电力系统。

 

4.水电站过压保护技术的应用

 

4.1.氧化锌避雷器

 

由于氧化锌避雷器的特性和特殊功能，能有效防止大气过电压。电厂氧化锌避雷器投入使用后，虽然由于大气过电压降低了电阻，但也会产生导电电路，为输出电荷创造条件，将残余电压保持在正常标准范围内。当电气电位差正常时，避雷器的电阻会立即恢复到原来的位置，此时其电阻会变大，完全抵抗过电压的损坏。

 

4.2.氧化锌压敏电阻

 

水电站采用氧化锌变阻器作为过压保护，这种特殊的电阻也能起到很好的保护作用。使用该电阻时，高阻抗器的电阻值会有一定的波动。重复多次后，会产生相应的放电电流，从而有效控制设备的电位差。由于氧化锌压敏电阻具有良好的过压保护作用，许多水电站采取了这种保护措施。例如，葛洲坝采用氧化锌压敏电阻器，以减少其对电站的正常使用。

 

4.3.保护放电间隙

 

在水电站的过压保护中，采用了放电间隙保护，取得了良好的效果。与其他过压保护方法相比，在这种情况下，两个金属电极非常重要，它们通过电线和绝缘子连接，电线连接到接地系统的安全要求。当电气设备在使用过程中发生过压故障时，安装在现场的放电间隙保护装置将在最短时间内启动。这种保护模式需要适当的放电间隙保护装置。目前，市场上常用的类似产品有杆式和环式两种，一般为环式。

 

4.4.防雷保护

 

从水电站过压问题的原因来看，由于雷电的存在，导致直接耦合、电感耦合等过压问题。因此，无论采用何种过压故障，水电站的电力系统都不能正常工作。为了减少雷击波对电力设备的影响，必须采取各种措施，防止雷击引起的过压问题。

 

5.结束语

 

综上所述，随着我国电力工业的快速发展，各种大型水电厂不断涌现。为了满足水电的需要，电站安装了大量的电气设备。为了保证电网的稳定运行，必须加强电网的优化设计。过电压是水电站电力系统中常见的问题，危害严重，严重影响水电站的正常运行。