干式變壓器過電壓保護(hù)

干式變壓器是電網(wǎng)中用于變壓和輸送電能的電氣設(shè)備，是用戶供電的載體。干式變壓器的安全可靠運(yùn)行是一個備受關(guān)注的問題。但在電網(wǎng)運(yùn)行中，由于多種原因會發(fā)生過電壓，干式變壓器的絕緣水平相對較弱。干式變壓器損壞的原因中，過電壓損壞的概率較大。電網(wǎng)運(yùn)行中由于某種原因產(chǎn)生的過電壓必然導(dǎo)致干式變壓器的損壞，其絕緣水平主要由雷電耐壓和工頻耐壓決定。

過電壓是指對絕緣有危險的突然電壓升高。這種異常的電壓升高可達(dá)設(shè)備額定電壓的幾倍，嚴(yán)重威脅干式變壓器的絕緣安全。過電壓持續(xù)時間長，肯定會對干式變壓器造成損壞。為了保證干式變壓器在電網(wǎng)運(yùn)行中的安全，除了選擇優(yōu)質(zhì)的干式變壓器外，還應(yīng)對干式變壓器設(shè)置合理有效的過電壓保護(hù)措施。

一、電網(wǎng)過電壓的機(jī)理

電力系統(tǒng)過電壓一般可分為臨時過電壓(工頻過電壓、諧振過電壓、弧光接地過電壓)、操作過電壓、雷電過電壓等。暫態(tài)過電壓主要由單相接地故障和諧振引起。諧振過電壓是指在一定條件的激勵下，電能和磁能發(fā)生轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的過電壓，它是由電網(wǎng)中的電氣設(shè)備故障或設(shè)備頻繁運(yùn)行而引起的電網(wǎng)中電感和電容的匹配而引起的。比如干式變壓器勵磁電感和對地電容引起的鐵磁諧振引起的過電壓會更高。電弧接地過電壓是由于系統(tǒng)單相接地故障，在接地點(diǎn)發(fā)生電弧放電而引起的過電壓。

操作過電壓是電網(wǎng)狀態(tài)突然變化，或大容量設(shè)備投切，或設(shè)備誤操作，引起電磁場能量突然變化，引起能量快速釋放的過電壓。主要表現(xiàn)在空載線路、干式變壓器的開、重合閘等方面。

雷電過電壓是帶大量正電荷的雷云和帶負(fù)電荷的雷云在大氣中相遇時，雷云放電產(chǎn)生的過電壓。雷電過電壓可分為直擊雷過電壓和感應(yīng)過電壓。直擊雷過電壓是由雷云對設(shè)備、元器件等導(dǎo)體的直接放電引起的，感應(yīng)過電壓是由電磁場的快速變化引起的。

二、電網(wǎng)過電壓對干式變壓器的危害

電網(wǎng)中產(chǎn)生的幾種過電壓，真正影響干式變壓器的絕緣和保護(hù)裝置，主要取決于過電壓的波形。振幅和持續(xù)時間。檢查設(shè)備絕緣水平的電壓波形有三種：短波前的雷電波、長波前的運(yùn)行波和低頻電壓波。應(yīng)通過相應(yīng)的波形電壓檢查設(shè)備絕緣對雷電、運(yùn)行或工頻電壓的電阻。

在過電壓對干式變壓器造成損壞的事故中，雷電過電壓較常導(dǎo)致絕緣擊穿損壞。當(dāng)電網(wǎng)遭受雷擊時，線路導(dǎo)線上會產(chǎn)生一個幅值大、作用時間短的非周期脈沖電壓波，以光速沿線路傳播，先先在線路避雷器處放電，剩余的波通過干式變壓器進(jìn)入地面。當(dāng)殘波通過干式變壓器保護(hù)的避雷器時，會產(chǎn)生電壓降(殘壓)，作用在干式變壓器上。如果干式變壓器與避雷器之間存在一定的電氣距離，剩余電壓在進(jìn)入之前會在該距離的導(dǎo)體中振蕩，導(dǎo)致電壓升高，從而導(dǎo)致施加在干式變壓器上的電壓高于剩余電壓，從而威脅干式變壓器的絕緣安全。因此，在安裝干式變壓器保護(hù)避雷器時，必須盡可能保持避雷器與干式變壓器之間的距離 #p#分頁標(biāo)題#e#

此外，逆變換過電壓對干式變壓器的危害也不容忽視。避雷器用于干式變壓器防雷時，避雷器接地線、干式變壓器中性線和干式變壓器外殼三位一體接地。干式變壓器高壓側(cè)在運(yùn)行中被雷擊時，會引起避雷器放電，剩余電壓作用在高壓繞組上。由于高壓繞組阻抗大，容抗小，雷電流只通過高壓繞組和電容流向地面。當(dāng)電路通過接地點(diǎn)放電時，會對接地電阻產(chǎn)生較大的沖擊電壓降。這個電壓也會通過中性線施加到低壓繞組，流經(jīng)低壓繞組的雷電流也會產(chǎn)生磁通量。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，這個磁通量會根據(jù)干式變壓器變化，在高壓繞組上產(chǎn)生較高的感應(yīng)電壓，這個電壓稱為逆變壓器過電壓。電壓幅值比剩余電壓大幾倍到幾十倍，也會造成干式變壓器絕緣擊穿和損壞。

1來源：電力自動化產(chǎn)品信息