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中小型变压器的过电压保护

 2014-12-10 10:28:24 浏览量:0

  变压器是电力系统中重要而又昂贵的输变电设备,其运行的好坏对供、配电系统影响极大,而变压器绝缘水平又相对比较薄弱,一般为2.5倍额定电压。这样在系统内出现大气过电压或操作过电压时,很可能导致变压器绝缘损坏。因此,为保证其安全、可靠地运行,实际生产中,我们对110kV及以下变压器往往采取下述保护措施:

  (1) 对直击雷的保护:变、配电所采用避雷针进行防雷保护,使所有电气设备、构架等均处于避雷针(线)的保护范围内,同时为防止反击事故,要求避雷针有较低的接地电阻,并使其与构架、变压器等设备与接地部分之间的距离应满足规范要求。

  (2) 在靠近变电所的一段进线上架设避雷线,使进线保护段上出现雷击波的概率大大减小,这样,当避雷线以外落雷时,则由于进线段导线本身阻抗的作用使流经避雷器的雷击电流受到限制。同时,导线上的冲击电晕的影响将使入侵波的徒度和幅值下降,从而使保护变压器的避雷器动作时的残压会有所降低,对变压器绝缘配合有利。

  (3) 系统出现过电压的情况下,根据避雷器保护规则,主变压器上承受电压最大值UT=Ub5+2aL/V,即取决于避雷器的残压值Ub5、入侵波陡度a及主变与避雷器之间的电气距离L,因此,避雷器的选择及安装位置应遵循有关规定,例如选择残压值较低的金属氧化物避雷器并良好接地,尽量缩短与变压器间的电气距离,使在任何可能的运行方式下,主变上受到的冲击电压均不超过其能承受的冲击电压值。

  (4) 主变中性点绝缘保护:对于110kV系统中性点不死接地的变压器,如采用分级绝缘设计,则其中性点应设保护装置。其保护可采用金属氧化物避雷器与棒间隙的配合:当雷电波作用时,避雷器应可靠动作,间隙不应动作,即避雷器雷击冲击放电电压应低于棒间隙的这一放电电压;而当断路器非全相分合空载主变时避雷器不应动作,间隙应可靠动作,即避雷器工频放电电压应高于棒间隙的这一放电电压。实验证明这种联合保护方式是可行的,同时,在间隙下串接一相单相TA,作为主变的零序电流保护。

  对于35kV及以下系统,变压器中性点绝缘是按线电压设计的,由于线路相间距离较近,又不架设避雷线,所以在多雷区变电所三相雷电波入侵的几率较高。三相行波行至变压器绕组,再传到不接地中性点,相当于遇到末端开路的情况。行波发生反射,理论上冲击电压上升一倍,实践证明可达1.5~1.8U,对其中性点绝缘亦会构成威胁。这是最不利的情况,而实际上,考虑到线路绝缘较低,限制了入侵波的冲击电压幅值;其次变压器绝缘水平比避雷器5kA残压值高出30%;变电所其它线路的分流作用等有利因素,多年的运行经验表明,在出线端有避雷器保护后,中性点一般可不装设保护装置。只在多雷区单电源变电所主变中性点装设避雷器保护。 来源:http://tede.cn

  (5) 对三绕组变压器,当高压侧有雷电波入侵时,会通过静电耦合和电磁感应向低压侧传递过电压。在其高、中压运行,低压侧开路时,由于此时低压绕组对地电容值较小,开路的低压绕组上的静电感应分量可达较高值,危及变压器低压绕组的绝缘,为限制这种过电压,在低压绕组出口外安装一只避雷器。当变压器高压侧发生不对称接地故障、断路器非全相动作而出现零序电压时,将通过电容耦合传递到低压侧,过电压U2=U0C12/(C12+3C0)。其中,U0为高压侧出现的零序电压;C12为高低压绕组间电容;C0为低压侧对地电容。这种过电压具有工频性质,将危及绝缘或损坏避雷器,因此,我们除采用同期性能好的断路器外,通常我们在低压侧母线桥上加装3只Y0接线的电容器,增加低压侧对地电容,以有效吸收和降低过电压峰值及陡度。

  (6) 对于低压配电系统,尤其是农村配网,其低压线路较长且大部分暴露于旷野,易遭受雷电侵袭,除在高压侧安装避雷器并与变压器可靠接地外,为防止正反变换波危及变压器高压侧绝缘,宜在变压器低压侧出口加装一组Y3W-0.5金属氧化物避雷器;或采用Y,Zn11联结变压器,以抑制低压绕组中产生的冲击磁通,从而抑制这种过电压。

  (7) 采用冷轧硅钢片,改善变压器线圈的电容分布。采用纠结式,多层圆筒式线圈以增大纵向电容,均有利于保护变压器。

  此资讯来自中国变压器交易网 http://bianyaqi.99114.com


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行业标签: 变压器 输变电设备
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