電網(wǎng)中的變壓器保護
電力系統的過(guò)電壓一般可分為暫時(shí)過(guò)電壓(工頻過(guò)電壓、諧振過(guò)電壓、弧光接地過(guò)電壓)、操作過(guò)電壓、雷電過(guò)電壓等。暫時(shí)過(guò)電壓主要由單相接地故障、諧振等引起的。諧振過(guò)電壓是電網(wǎng)中電氣設備發(fā)生故障，或頻繁操作設備引起電網(wǎng)中電感和電容匹配而構成諧振回路，在一定條件激發(fā)下產(chǎn)生電能、磁能轉換而引起的過(guò)電壓，如是變壓器的勵磁電感和對地電容產(chǎn)生的鐵磁諧振，其引起的過(guò)電壓會(huì )更高�；」饨拥剡^(guò)電壓系因系統發(fā)生單相接地故障，在接地點(diǎn)因弧光放電而引起的過(guò)電壓。
操作過(guò)電壓系因電網(wǎng)狀態(tài)的突變而引起電磁場(chǎng)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(shí)產(chǎn)生的過(guò)電壓。主要表現在空載線(xiàn)路、變壓器的開(kāi)斷和重合閘等。
雷電過(guò)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(shí)，發(fā)生雷云放電而引起的過(guò)電壓。雷電過(guò)電壓可分為直擊雷過(guò)電壓和感應過(guò)電壓。直接雷過(guò)電壓是雷云直接對設備、構件等導體的放電產(chǎn)生的，而感應過(guò)電壓則是電磁場(chǎng)的急劇變化而產(chǎn)生的。
電網(wǎng)中產(chǎn)生的幾種過(guò)電壓，真正對變壓器絕緣和保護裝置產(chǎn)生影響的，主要取決于過(guò)電壓的波形。幅值和持續時(shí)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(cháng)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(lái)檢驗。
在過(guò)電壓對變壓器造成損壞的事故中，雷電過(guò)電壓導致絕緣擊穿損壞的機率最多。當電網(wǎng)遭受雷擊時(shí)，在線(xiàn)路導線(xiàn)上會(huì )產(chǎn)生一種振幅很大，作用時(shí)間很短的非周期性脈沖電壓波，它以光速沿線(xiàn)傳輸，先在線(xiàn)路避雷器放電，余波經(jīng)變壓器入地，當余波經(jīng)變壓器保護的避雷器時(shí)，將產(chǎn)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(jìn)入前會(huì )在這段距離的導線(xiàn)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(shí)，應盡量實(shí)現避雷器和變壓器保持零距離。
電網(wǎng)內出現的諧振過(guò)電壓或操作過(guò)電壓，其過(guò)電壓幅值也高，持續時(shí)間也較長(cháng)。同樣也會(huì )威脅到變壓器運行的安全，甚至還會(huì )導致絕緣擊穿而毀壞變壓器。
此外，逆變換過(guò)電壓對變壓器的危害也不容忽視。當變壓器采用避雷器進(jìn)行防雷保護時(shí)，其避雷器接地線(xiàn)、變壓器中性線(xiàn)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(shí)，會(huì )引起避雷器放電，產(chǎn)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(guò)，其電路經(jīng)接地點(diǎn)放電時(shí)，會(huì )在接地電阻上產(chǎn)生一個(gè)很大的沖擊電壓降，此電壓經(jīng)過(guò)中性線(xiàn)也會(huì )施加低壓繞組上，而低壓繞組流過(guò)雷電流也會(huì )產(chǎn)生磁通。根據電磁感應原理，此磁通會(huì )在高壓繞組上按變壓器變化產(chǎn)生很高感應電壓，此電壓稱(chēng)之為“逆變換過(guò)電壓”。該電壓幅值要比殘壓大幾倍到幾十倍，同樣也會(huì )造成變壓器絕緣的擊穿而損壞。
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