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变压器绕组中的波过程及防雷保
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夏季是雷电的频发季节,对电力设备造成了很大的威胁。当变电站受到雷电波人侵时,变压器中绕组的主绝缘和纵绝缘就会受到冲击电压的影响。本文通过详细分析变压器绕组中波过程的基本规律,给出了变压器绝缘结构和变电站防雷保护接线方法。

  1变压器绕组中的波过程1.1单相变压器绕组内的波过程由于变压器绕组的结构特点,在冲击电压作用下,电磁费合尤为复杂。单相变压器绕组等值电路如所示,中I.为沿绕组篼度方向单位长度的电感,分别表示沿绕组高度方向单位长度的对地电容与匣间电容。

  w卜==U0e~(1)财a=々f由,这样可能造成开路的中压端套管闪络。因此在中压端与断路器之间应装设一组避雷器,以便在中压端断路器开路时,保护中压端绕组的绝缘。

  当高压侧开路,中压侧有一雷电波I/.'侵人时,初始和稳态分布如(b)所示,由中压端Y到开路的高压端4的稳态分布,是由中压端/T到中性点0稳态分布的电磁感应形成的,高压端稳态电压为W/.'.在振荡过程中端的电位可达2A:/.',这将危及开路的高压绕组。因此,在高压侧与断路器之间也应装一组避雷器。当中压侧有出线(相当于水经线路波阻抗接地),高压侧有雷电波人侵时,雷电波电压将大部分加在绕组上,可能使绕组损坏。同样,中压侧进波,高压侧有出线时,情况与上述类似。这种情况,显然儿1'绕组越短(即变比尺越小)时,越危险。为此,当变比小于1.25时,在A4'之间应装设一组避雷器。

  U)高压端4进波(b)中压端/T进波自耦变压器电位分布1一初始电压分布;2―稳态电压分布;3―最大电位包络线。

  自耦变压器的防雷接线如(a),也可以采用(b)所示的避雷器保护方式。与8(a)相比,它可以节省避雷器原件,但引线比较麻烦,还需验算自耦绕组任一侧接地短路条件下,避雷器所承受的最高工频电压不应超过其灭弧电压。

  2.1.3变压器中性点保护在中性点直接接地的系统中,为了减少单相接地的短路电流,有部分变压器的中性点采取不接地运行。

  此时,变压器的中性点需要保护。

  llOkV以下电力网,中性点是非直接接地的。

  35~66kV中性点雷害较少,一般不需保护。对于中性点非直接接地的个别llOkV的电网,变压器中性点是全绝缘的,此时由于线路上装有避雷线而线路的绝缘较篼,中性点也不需要保护。

  但在多雷区单路进线的中性点非直接接地的35llOkV变电站,宜在中性点加装避雷器保护。装有消弧线圈的变压器且有单路进线的可能性时,也应在中性点上加装避雷器,并且后者在非雷雨季节也不许退出运行,以限制操作过电压。所有这些避雷器的额定电压都可按线电压选择,至少不应低于相电压,具体按表2,部分变压器中性点是不接地的,如果中性点是半绝缘的,就要进行保护。这是因为对于中性点不接地的变压器,当雷电波从线路侵人变电站到达变压器中性点时,对于三相同时进波,雷电波在中性点全反射,产生近2倍人射波过电压,幅值很高,将危及变压器中性点绝缘。这种情况虽属少见,但在单台变压器的变电站中,如果变压器中性点绝缘损坏,损失惨重,故需在中性点加装一个与首端有同等电压等级的避雷器。

  避雷器选择方法是,灭弧电压高于单相接地时中性点电位升高,残压低于中性点冲击耐压值。为可靠灭弧,中性点避雷器至少采用灭弧电压为35%(为系统最高运行线电压)的避雷器,一般用40%避雷器。对于220kV变压器的半绝缘中性点,则用Y1.5W-96/260避雷器保护即可。变压器中性点使用金属氧化锌避雷器保护时,应符合下列要求:避雷器的持续运行电压和额定应不低于DI/T620避雷器能承受所在系统的暂时过电压和操作过电压能量。

  篼压侧,110~220kV系统中部分变压器中性点不接地,只需在部分变压器中性点上加装对地的间隙,其间隙距离的选择应保证只在内部过电压下动作,而在雷电过电压时不动作。

  500kV变压器的中性点直接接地或经小电抗接q地,其绝缘水平为35kV级,并用相应等级的避雷器2.2配电变压器保护610kV配电线路绝缘水平低,直击雷常使线路绝缘闪络,但大部分雷电流流入大地,限制了侵入波以及通过避雷器的雷电流幅值;加之避雷器与变压器靠的很近,两者之间电位差很小,因此可以不设进线保护。

  考虑变压器的正反变换过电压,在高低压侧均应安装避雷器,保护接线如所示,避雷器的接地线应与变压器金属外壳,以及低压侧中性点连在一起三点联合接地,降低高压绕组上的电压。

  配电变压器的保护接线3结论本文详细分析了变压器绕组中的波过程,并针对雷电波在变压器绕组的规律及发展过程,提出了具体的变压器防雷保护措施。此对变电站变压器的防雷保护具有一定的指导意义。

作者:未知 点击:3265次 [打印] [关闭] [返回顶部]
本文标签: 变压器绕组中的波过程及防雷保护研究
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