李庄 110kV 变电站配电系统
自该站投入运行以来，因接地故障、跳闸问题造成的系统过电压问题十分频
繁。经站内统计，2021 年共发生 1 起单相接地故障，造成故障停电 165 分钟；
2022 年共发生 2 起单相接地故障、31 起开关跳闸故障，造成故障停电合计 5606
1分钟；2023 年至 6 月 15 日前共发生 1 起单相接地故障、6 起开关跳闸故障，影
响配变数量最高达 54 台，造成故障停电合计 1852 分钟。因故障造成的设备损失
不计其数。
当前解决过电压主要方法是用改良氧化锌避雷器装置或 RC 与氧化锌避雷器
复合装置，虽然降低了残压值，容量得以增大，但其暴露的最大问题就是氧化锌
避雷器由于 ZnO 材料负阻特性，其避雷器长期工作时是发热的；由于避雷器工作
时是有泄漏电流的，如果过电压能量过大、动作频繁、周围温度高都会使氧化锌
避雷器温度继续升高，如此恶性循环，最终导致避雷器过流、短路、爆炸。这也
是采用氧化锌避雷器最大的隐患。由于 ZnO 能容小，保护器频繁动作，导致 ZnO
阀片烧坏，最终引起相间短路的重大事故发生，给企业造成了巨大的的经济损失。
另外，RC 与氧化锌避雷器复合装置除 ZnO 材料负阻特性外，其自身也不能随着
电网运行方式的不同而自动改变自身参数，其对实际限压效果并不理想。由于
ZnO 能容小，保护器频繁动作，导致 ZnO 阀片烧坏，最终引起相间短路的重大事
故发生，给企业造成了巨大的的经济损失。
每一次过电压都对电气设备的安全运行造成直接的、严重的威胁，而且每发
生一次过电压就会对电气设备的绝缘造成一次破坏，并且这种过电压破坏具有明
显的累计效应，达到一定程度时，就造成电气设备损坏，甚至造成局域电力网络
发供电中断或受损。为避免此类事故，提升过电压防护装备性能和技术水平，满
足电网平稳、安全、可靠的运行需求，替代传统过电压的抑制方法，在系统内部
安装一套集消弧、消谐及过电压柔性抑制防护功能于一体的综合性装置是迫切需
求的。
鉴于系统存在上述众多问题，对其进行改造已成当务之急。为了保护系统内
设备，解决系统过电压带来的众多问题，2023 年 3 月，济宁供电公司决定进行
过电压治理。
二、过电压治理改造方案：
现行的 10kV 配电网采用的是：中性点不接地的运行方式，其主变压器二次
侧为Δ形接法，没有可以接地的中性点。这种情况下系统发生单相接地故障时，
线电压三角形仍然保持对称，电力系统可以持续对用户供电 2 小时，并且电容电
流比较小（＜10A）,不会引起间歇性电弧，一些瞬时性接地故障能够自行消失。
这对提高供电可靠性，减少停电事故是非常有效的。但是，随着配电网规模的不
断扩大及电缆出线的不断增多，系统对地电容电流急剧增加，单相接地后流经故
障点的电容电流较大（＞10A），产生电弧时不易熄灭，进而容易激发铁磁谐振
过电压及产生间歇性弧光接地过电压，必然导致固体绝缘累计性损伤直至破坏，
使线路跳闸，事故扩大。该项目研究的“系统过电压柔性抑制防护装置”，拟采
用新型纳米材料制成的高能容、低残压非线性器件组构而成。置于配电系统各相
线与大地之间，可以完美解决上述系统过电压相关的所有问题。