電網中的變壓器保護
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云與帶負電荷雷云相遇時,發生雷云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。直接雷過電壓是雷云直接對設備、構件等導體的放電產生的,而感應過電壓則是電磁場的急劇變化而產生的。
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,主要取決于過電壓的波形。幅值和持續時間?己嗽O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沖電壓波,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于殘壓,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。由于高壓繞組阻抗很大,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沖擊電壓降,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。
【上一個】 UPS電源的使用常識 | 【下一個】 國家電網新分組,未來見成效 |
^ 電網中的變壓器保護 |