2018年09月10日

變壓器的過電壓保護


  變壓器是電網變換電壓和傳送電能的電氣設備,是電網向變頻器用戶供電的載體,變壓器的安全可靠運行情系萬家燈火。然而在電網運行中由於諸多原因會產生過電壓,而變壓器的絕緣水平相對比較薄弱,在變壓器損壞的原因中,過電壓造成損壞的概率最大。在電網運行中因某種原因產生過電壓,必將導致變壓器的損壞,其絕緣水平主要由雷電擊耐受電壓和工頻耐受電壓來決定。

  過電壓系指對絕緣有危險的突然電壓升高,這種非正常的電壓升高,其幅值可達設備額定電壓的幾倍以上,嚴重威脅變壓器絕緣的安全,若過電壓持續時間較長,必將造成變壓器的損壞。為確保電網運行中變壓器的安全,除選用優質的變壓器外,還要對變壓器設置合理有效的過電壓保護措施。

  一、電網過電壓產生的機理

  電力系統的過電壓一般可分為暫時過電壓(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。暫時過電壓主要由單相接地故障、諧振等引起的。諧振過電壓是電網中電氣設備發生故障,或頻繁操作設備引起電網中電感和電容匹配而構成諧振回路,在一定條件激發下產生電能、磁能轉換而引起的過電壓,如是變壓器的勵磁電感和對地電容產生的鐵磁諧振,其引起的過電壓會更高。弧光接地過電壓系因系統發生單相接地故障,在接地點因弧光放電而引起的過電壓。

  操作過電壓系因電網伺服馬達狀態的突變而引起電磁場能量的急劇變化,或投切大容量設備,或是對設備的操作失誤等而引起能量快速釋放時產生的過電壓。主要表現在空載線路、變壓器的開斷和重合閘等。

  雷電過電壓是大氣中帶有大量正電荷雷雲與帶負電荷雷雲相遇時,發生雷雲放電而引起的過電壓。雷電過電壓可分為直擊雷過電壓和感應過電壓。直接雷過電壓是雷雲直接對設備、構件等導體的放電產生的,而可程式控制器感應過電壓則是電磁場的急劇變化而產生的。

  二、電網過電壓對變壓器的危害

  電網中產生的幾種過電壓,真正對變壓器絕緣和保護裝置產生影響的,主要取決於過電壓的波形。幅值和持續時間。考核設備絕緣水平的電壓波形有三種:短波前的雷電波、長波前的操作波和低頻電壓波。設備絕緣對雷電、操作或工頻電壓的耐受能力應由相應的波形電壓來檢驗。

  在過電壓對變壓器造成損壞的事故中,雷電過電壓導致絕緣擊穿損壞的機率最多。當電網遭受雷擊時,在線路導線上會產生一種振幅很大,作用時間很短的非周期性脈衝電壓波,它以光速沿線傳輸,先在線路避雷器放電,余波經變壓器入地,當余波經變壓器保護的避雷器時,將產生電壓降(殘壓)而作用在變壓器上。假如變壓器與避雷器之間存在一定電氣距離,殘壓在進入前會在這段距離的導線振蕩而導致電壓的升高,造成加在變壓器上電壓高於殘壓,從而對變壓器絕緣安全造成威脅。所以在安裝變壓器的保護避雷器時,應盡量實現避雷器和變壓器保持零距離。

  電網內出現的諧振過電壓或操作過電壓,其過電壓幅值也高,持續時間也較長。同樣也會威脅到變壓器運行的安全,甚至還會導致絕緣擊穿而毀壞變壓器。

  此外,逆變換過電壓對變壓器的危害也不容忽視。當變壓器采用避雷器進行防雷保護時,其避雷器接地線、變壓器中性線和變壓器外殼采用"三位一體"的方式接地。變壓器運行中若高壓側遭受雷擊時,會引起避雷器放電,產生的殘壓作用在高壓繞組上。由於高壓繞組阻抗很大變頻器,容抗很小,雷電流只在高壓繞組和對地電容上流過,其電路經接地點放電時,會在接地電阻上產生一個很大的衝擊電壓降,此電壓經過中性線也會施加低壓繞組上,而低壓繞組流過雷電流也會產生磁通。根據電磁感應原理,此磁通會在高壓繞組上按變壓器變化產生很高感應電壓,此電壓稱之為"逆變換過電壓"。該電壓幅值要比殘壓大幾倍到幾十倍,同樣也會造成變壓器絕緣的擊穿而損壞。
posted by 生理期保養 at 10:36| Comment(0) | 機械設備 | 更新情報をチェックする
この記事へのコメント
コメントを書く
コチラをクリックしてください