呂 凱

(西山煤電集團(tuán) 太原選煤廠，山西 太原 030023)

資源是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，而電力資源作為資源的組成部分之一，在人們的日常生活與社會(huì)發(fā)展之中都發(fā)揮著重要的作用，因此，保持電力資源的供給是非常重要的[1]. 變配電所在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著核心作用，尤其在大型選煤廠，是整個(gè)電力系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，其主要任務(wù)是負(fù)責(zé)電壓的變化與分配。由此可見，變配電所在電力系統(tǒng)中所發(fā)揮的作用是非常重要的[2]. 在選煤廠變配電所運(yùn)行的過程中，由于會(huì)受到各種不確定因素的影響而產(chǎn)生多方面的問題，尤其是出現(xiàn)過電壓這一情況，影響著電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，進(jìn)而影響選煤廠的正常生產(chǎn)。為此，對(duì)過電壓產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上提出有效的對(duì)策和建議，有利于保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的發(fā)展。

1 設(shè)立變配電所的重要性分析

變配電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其是否能夠安全運(yùn)行直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行[3]. 在社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)以及人們的日常生活中，都廣泛地應(yīng)用著電能，一旦提供電能的電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題，勢(shì)必會(huì)影響整個(gè)社會(huì)的運(yùn)轉(zhuǎn)[3]. 在電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，變電所主要是由變壓器、母線以及開關(guān)控制設(shè)備等組成，是變換電壓和交換電能的場(chǎng)所，通過變壓器將電壓轉(zhuǎn)換成使用電壓，同時(shí)進(jìn)行著電能的不斷交換，以此來穩(wěn)定電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)[4]. 在選煤廠電力系統(tǒng)中設(shè)立變配電所，確保變配電所在運(yùn)行中的安全性，避免過電壓?jiǎn)栴}，有利于保障電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，以及維護(hù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性發(fā)展，促進(jìn)選煤廠得到整體發(fā)展與進(jìn)步。

2 選煤廠變配電所異常產(chǎn)生的過電壓?jiǎn)栴}分析

選煤廠變配電所在運(yùn)行過程中，由于受到多方面因素的影響，最容易產(chǎn)生的狀況就是過電壓。一般而言，如果處于正常的運(yùn)行狀態(tài)下，電力系統(tǒng)通常有固定的電壓值，而過電壓情況的產(chǎn)生則是因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的電壓值出現(xiàn)異常上升情況并且超過了電壓的額定值[5]. 在選煤廠電氣系統(tǒng)中，過電壓現(xiàn)象是一個(gè)統(tǒng)稱，包括兩種不同的情況，分別為外過電壓和內(nèi)過電壓，這兩種不同的情況也需要明確化。

2.1 外過電壓

外過電壓，簡(jiǎn)單來講就是雷云對(duì)地面放電而造成的雷電過電壓，而雷云屬于外部物質(zhì)，所以就被稱作外過電壓。這種過電壓的情況從時(shí)間的持久性角度來看并不能夠維持很長(zhǎng)時(shí)間，但是卻具有破壞性高、電壓強(qiáng)的特點(diǎn)，這一情況的產(chǎn)生對(duì)電力系統(tǒng)的發(fā)展是極其不利的?，F(xiàn)代城市化建設(shè)中，為滿足人們的用電需求，電網(wǎng)線路的布置無處不在，這也就很容易導(dǎo)致雷電通過電網(wǎng)線路引發(fā)到電網(wǎng)設(shè)備上，對(duì)電網(wǎng)設(shè)備造成一定的損壞，甚至是完全損壞。

2.2 內(nèi)部過電壓

內(nèi)部過電壓，指的就是由于電力系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)故障而導(dǎo)致的過電壓情況，內(nèi)部過電壓的電壓值一般不會(huì)太高，但是具有持久性，同樣會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的損壞。內(nèi)部過電壓形成的原因很多，如電力產(chǎn)品質(zhì)量不合格、操作水平落后等。內(nèi)部過電壓也可以分為3種：

a) 暫時(shí)過電壓，就是電力系統(tǒng)出現(xiàn)短路狀況而暫時(shí)處于穩(wěn)定狀態(tài)的過電壓。

b) 諧振過電壓，指的是電力系統(tǒng)內(nèi)部的儲(chǔ)能部件在一定的接線方式之下與電源頻率出現(xiàn)諧振而產(chǎn)生的過電壓。

c) 操作過電壓，指的是電力系統(tǒng)出現(xiàn)短路之后造成的過電壓，也具有持續(xù)長(zhǎng)的特點(diǎn)[6].

3 治理選煤廠變配電所異常過電壓的策略與建議

選煤廠變配電所異常導(dǎo)致過電壓情況的產(chǎn)生，如果不采取有效的措施予以解決，對(duì)選煤廠電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行將造成影響。

3.1 對(duì)廠區(qū)架空線路進(jìn)行防雷保護(hù)

沿線路裝設(shè)避雷器可以改善線路上操作過電壓的分布情況,隨著避雷器數(shù)量的增加,沿線電壓分布趨于平緩[7].

因此，交流電能從發(fā)電廠產(chǎn)生，需要借助各種設(shè)備與線路才能輸入到實(shí)際需要地，在輸配電的過程中，架空線路是最為基本的條件之一，但是由于該項(xiàng)設(shè)備是完全暴露在外部，就很容易遭受到雷擊，引發(fā)一系列問題。因此，對(duì)選煤廠架空線路要采取相關(guān)的防雷保護(hù)措施，才能有效解決變配電所中的過電壓情況，主要為在架空線路上采用避雷線，降低架空線路遭受雷擊的頻率。同時(shí)，為了能夠?qū)﹂W絡(luò)進(jìn)行有效的防止，還可以增強(qiáng)架空線路的絕緣性，如減少避雷線接地電阻降低架空線路的雷擊率，同時(shí)也可以在大地與導(dǎo)線之間裝設(shè)避雷器，通過避雷器，與其他保護(hù)設(shè)備形成并聯(lián)保護(hù)的形式，將超出的正常電壓控制在合理的范圍之內(nèi)予以釋放，避免架空線路遭受雷擊，從而進(jìn)行有效的防雷保護(hù)，促進(jìn)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定發(fā)展[5].

3.2 在使用避雷設(shè)備的基礎(chǔ)上保護(hù)電纜線路

楊鵬程等對(duì)750 kV沿線多組避雷器限制操作過電壓研究發(fā)現(xiàn)，認(rèn)為沿線路裝設(shè)避雷器可以改善線路上操作過電壓的分布情況,隨著避雷器數(shù)量的增加,沿線電壓分布趨于平緩[7].

選煤廠過電壓是沿著架空線路侵入到電纜線路之中，電纜對(duì)于雷擊的侵害程度輕，但是一旦遭受到侵入波的影響，侵入波就會(huì)在電纜兩段來回反射，很容易引發(fā)過電壓的情況，對(duì)電纜線路造成嚴(yán)重的損害。為有效改善這一情況，需要在電纜的始末兩段分別安裝避雷器以保護(hù)電纜。避雷針、避雷設(shè)備在變配電所防雷保護(hù)過程中發(fā)揮著重要的作用，但是在長(zhǎng)期使用過程中，由于受到外界自然因素的干擾，避雷設(shè)備會(huì)出現(xiàn)老化，若不及時(shí)采取措施會(huì)影響整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。為了有效解決這一問題，就需要將避雷設(shè)備的電壓與被保護(hù)設(shè)備耐受電壓之間保持一定的間隔，減輕避雷器的老化[8]. 同時(shí)，采用全線架設(shè)的方式很容易引發(fā)問題，而有效的解決方法就是在距離變配電所大約2 km處進(jìn)行管型避雷器的安裝，防止雷電波通過線路影響變配電所的運(yùn)行，確保變配電所的安全運(yùn)行。

3.3 建立與完善廠區(qū)電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

為避免選煤廠變配電所出現(xiàn)異常情況引發(fā)過電壓，采取的治理辦法之一就是建立電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并將這一系統(tǒng)完善，發(fā)揮監(jiān)督作用，以此促進(jìn)發(fā)展。電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立可以從以下幾個(gè)方面入手：

1) 電壓傳感器對(duì)測(cè)量的精準(zhǔn)度有直接影響，而應(yīng)用在電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電壓傳感器可以分為高壓分壓器以及光纖傳感器。高壓傳感器主要是獲取電壓信號(hào)，而光纖傳感器具有較寬的頻帶，絕緣性以及抗干擾能力也較強(qiáng)，將這兩項(xiàng)設(shè)備整合，以促進(jìn)系統(tǒng)發(fā)展。

2) 電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有效建立還需要良好的信號(hào)傳輸功能，其主要的媒介一般為光纖或者是同軸電纜，對(duì)系統(tǒng)中的各種數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以此達(dá)到良好的監(jiān)督作用。在信息傳輸中如果使用光纖作為媒介，則具有絕緣性好、安全系數(shù)高等特點(diǎn)，但是對(duì)應(yīng)的缺點(diǎn)則是安裝成本較高、難度系數(shù)也偏大；如果使用同軸電纜作為媒介，則具有成本低、對(duì)信號(hào)損傷小以及安裝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，但是在發(fā)展過程中需要對(duì)安全防護(hù)工作予以重視。

3) 做好數(shù)據(jù)采集，對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并做好數(shù)據(jù)處理。通過在線監(jiān)測(cè)與離線分析，完成對(duì)電壓的采集以及信息的分析與整理，完善對(duì)電力系統(tǒng)的監(jiān)督。

4 結(jié)束語

選煤廠過電壓?jiǎn)栴}的產(chǎn)生，對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行會(huì)造成嚴(yán)重的影響，因此，明確過電壓形成的原因，并在此基礎(chǔ)之上采取有效的對(duì)策，可以保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。