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配电变压器防雷保护措施论文


配电变压器防雷保护措施论文 【摘要】配电变压器的防雷保护措施有许多,且由于各地地理气 候、配电变压器安装地点实际的差异而各有不同。因而,在现实生活 中,要因地制宜,合理地选择、改进配电变压器的防雷保护措施,并 加强配电变压器的运行管理,从而提高配电变压器防雷保护的效果, 提高配电网供电可靠性与稳定性,保证配电网的安全运行。 相关资料显示,我国共有 280 个城市电网和 2400

个县级农村电 网,而每个电网都需要配备无数个配电变压器,加起来全国配电变压 器数量达数百万台[1]。我国土地辽阔,且南北差异较大,雷暴日较 多,有些南方地区的雷暴日高达 100~130 天,雷击频繁,致使当地 配电变压器深受雷电波严重破坏。 配电变压器大量破坏不仅严重影响 供电的稳定性与可靠性,还给供电企业带来极大的经济损失。因而, 为防止雷电波对配电变压器的破坏, 保证配电变压器安全运行, 稳定、 持续供电,加强配电变压器的防雷保护措施十分必要。 一、电变压器的防雷保护措施原理 目前,配电变压器的防雷保护是指在配电变压器的高压侧采用避 雷器保护,即避雷器的接地线、变压器的金属外壳、变压器低压侧的 中性点三点连接在一起接地。这也是许多权威资料提倡的防雷措施。 然而,研究表明,仅在高压侧采用避雷器保护的配电变压器依然会受 到雷电波的损坏。一般地区年损坏率为 1%,在多雷地区损坏率可达 5%以上, 有个别雷暴日大于 100 天雷电活动异常强烈的地区配电变压 器年损坏率竟高达 50%[2]。究其原因,主要由于雷电波侵入配电变 压器高压侧绕阻所引起的正、逆变换过电压造成。 1.正变换过电压 正变换过电压是指当雷电波由低压线路侵入时,就有冲击电流通 过配电变压器的低压绕阻, 且这个冲击电流同样按匝数比在高压绕阻 上产生感应电动势,大大提高高压侧中性点电位,同时增加两者匝间 与层间梯度电压。 这种由低压进波在高压侧产生感应过电压就称为正 变换电压。试验证明,当低压进波为 10kV,接地电阻为 5Ω 时,则会 出现高压绕阻上的层间梯度电压大于配电变压器的层间绝缘全波冲 击强度 1 倍以上情况,这时,变压器层间绝缘一定会被击穿[3]。 2.逆变换过电压 当雷电波以侧面侵入 3~10kV,引起避雷器动作时,则有大量的 冲击电流流过接地电阻,产生压降。由于这个压降作用在低压绕阻的 中性点上,致使中性点电位升高。若压线路较长,则低压线路相当于 波阻抗接地。由于中性点电位的作用,有较大的冲击电流流过低压绕 阻,且三相绕阻中流过的冲击电流大小相等,方向一致,产生的磁通 在高压绕阻中按变压器匝数比感应出数值极高的脉冲电势。 高压绕阻 接呈星形,因而虽有脉冲电势却无冲击电流,且冲击电流只流通于低 压绕阻中,高压绕阻中并没有对应平衡的冲击电流。因此,低压绕阻 中的冲击电流全部成为激磁电流,产生极大的零序磁通,使高压侧能 感应很高的电势[4]。由于避雷器残压固定了高压绕阻出线端电位, 使感应电势沿着绕阻分布,且幅值在中性点时最大,因而,中性点绝 缘极易被击穿。这种先由高压进波引起,进而由低压电磁感应至高压 绕阻产生的电压,就称为逆变换过电压 一般情况下,配电变压器的防雷保护就是在配电变压器低压侧加 装金属氧化物避雷器或普通阀型避雷器。 这种保护方式是低避雷器的 接地线、低压侧中性点、变压器金属外壳、变压器高四点连接在一起 接地。 试验证明, 对绝缘良好的配电变压器, 在高压侧装置避雷器时, 依旧可能发生由于正、逆变换过电压造成的雷害事故。但在低压侧加 装避雷器则可以有效将正、 逆变换过电压限制在一

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