变压器的过电压保护_电网过压的保护措施
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有关变压器的过电压保护，电网过电压产生的机理、电网过电压对变压器的危害，以及电网过电压的保护措施，包括装设避雷针保护、架设避雷线进行保护、 装设避雷器进行保护等。 变压器是电网变换电压和传送电能的电气设备，是电网向用户供电的载体，变压器的安全可靠运行情系万家灯火。 然而，在电网运行中由于诸多原因会产生过电压，而变压器的绝缘水平相对比较薄弱，在变压器损坏的原因中，过电压造成损坏的概率最大。 在电网运行中因某种原因产生过电压，必将导致变压器的损坏，其绝缘水平主要由雷电击耐受电压和工频耐受电压来决定。 过电压系指对绝缘有危险的突然电压升高，这种非正常的电压升高，其幅值可达设备额定电压的几倍以上，严重威胁变压器绝缘的安全，若过电压持续时间较长，必将造成变压器的损坏。 为确保电网运行中变压器的安全，除选用优质的变压器外，还要对变压器设置合理有效的过电压保护措施。 一、电网过电压产生的机理 电力系统的过电压一般可分为暂时过电压(工频过电压、谐振过电压、弧光接地过电压)、操作过电压、雷电过电压等。暂时过电压主要由单相接地故障、谐振等引起的。 谐振过电压是电网中电气设备发生故障，或频繁操作设备引起电网中电感和电容匹配而构成谐振回路，在一定条件激发下产生电能、磁能转换而引起的过电压，如是变压器的励磁电感和对地电容产生的铁磁谐振，其引起的过电压会更高。 弧光接地过电压系因系统发生单相接地故障，在接地点因弧光放电而引起的过电压。 操作过电压系因电网状态的突变而引起电磁场能量的急剧变化，或投切大容量设备，或是对设备的操作失误等而引起能量快速释放时产生的过电压。主要表现在空载线路、变压器的开断和重合闸等。 雷电过电压是大气中带有大量正电荷雷云与带负电荷雷云相遇时，发生雷云放电而引起的过电压。雷电过电压可分为直击雷过电压和感应过电压。直接雷过电压是雷云直接对设备、构件等导体的放电产生的，而感应过电压则是电磁场的急剧变化而产生的。 二、电网过电压对变压器的危害 电网中产生的几种过电压，真正对变压器绝缘和保护装置产生影响的，主要取决于过电压的波形。幅值和持续时间。考核设备绝缘水平的电压波形有三种：短波前的雷电波、长波前的操作波和低频电压波。设备绝缘对雷电、操作或工频电压的耐受能力应由相应的波形电压来检验。 在过电压对变压器造成损坏的事故中，雷电过电压导致绝缘击穿损坏的机率最多。当电网遭受雷击时，在线路导线上会产生一种振幅很大，作用时间很短的非周期性脉冲电压波，它以光速沿线传输，先在线路避雷器放电，余波经变压器入地，当余波经变压器保护的避雷器时，将产生电压降(残压)而作用在变压器上。 假如变压器与避雷器之间存在一定电气距离，残压在进入前会在这段距离的导线振荡而导致电压的升高，造成加在变压器上电压高于残压，从而对变压器绝缘安全造成威胁。 所以在安装变压器的保护避雷器时，应尽量实现避雷器和变压器保持零距离。 此外，逆变换过电压对变压器的危害也不容忽视。当变压器采用避雷器进行防雷保护时，其避雷器接地线、变压器中性线和变压器外壳采用“三位一体”的方式接地。 变压器运行中若高压侧遭受雷击时，会引起避雷器放电，产生的残压作用在高压绕组上。 由于高压绕组阻抗很大，容抗很小，雷电流只在高压绕组和对地电容上流过，其电路经接地点放电时，会在接地电阻上产生一个很大的冲击电压降，此电压经过中性线也会施加低压绕组上，而低压绕组流过雷电流也会产生磁通。根据电磁感应原理，此磁通会在高压绕组上按变压器变化产生很高感应电压，此电压称之为“逆变换过电压”。 该电压幅值要比残压大几倍到几十倍，同样也会造成变压器绝缘的击穿而损坏。 三、 电网过电压的保护措施 1、装设避雷针保护 避雷针能有效地将雷电流引向自身而安全入地，是保护直击雷的有效措施。 |
