配電變壓器的防雷保護措施

1、配電變壓器的防雷保護措施 配電變壓器的防雷保護措施 摘要：為了防止雷電波對配電變壓器的侵害，保證配電變壓器平安運行，本文介紹了配電變壓器防雷保護措施的應用，可以提高配電變壓器防雷水平的效果。 關(guān)鍵詞：配電；變壓器；防雷；措施 中圖分類號：TM7文獻標識碼： A 1 前言 我國共有2400個縣級農(nóng)村電網(wǎng)及280個城市電網(wǎng)，配電變壓器數(shù)量達數(shù)百萬臺，加之我國土地遼闊，且雷暴日偏多，如南方某些地區(qū)年雷暴日高達100130日，配電變壓器受雷電波侵害較為嚴重，這不僅給供電企業(yè)帶來極大的經(jīng)濟損失，而且嚴重影響供電可靠性。為此，為了防止雷電波對配電變壓器的侵害，保證配電變壓器平安運行，有必要對配電變壓器防雷

2、保護措施逐一分析，從而有選擇性的采取適當?shù)姆览妆Ｗo措施。 2 配電變壓器防雷保護措施 (1)在配電變壓器高壓側(cè)裝設(shè)避雷器。根據(jù)SDJ779?電力設(shè)備過電壓保護設(shè)計技術(shù)規(guī)程?規(guī)定："配電變壓器的高壓側(cè)一般應采用避雷器保護，避雷器的接地線和變壓器低壓側(cè)的中性點以及變壓器的金屬外殼三點應連接在一起接地。"這也是部頒DL/T6201997?交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合?推薦的防雷措施。 然而，大量研究和運行經(jīng)驗均說明，僅在高壓側(cè)采用避雷器保護時，在雷電波作用下仍有損壞現(xiàn)象。一般地區(qū)年損壞率為1%，在多雷區(qū)可達5%左右，個別100雷暴日的雷電活動特殊強烈地區(qū)，年損壞率高達50%

3、左右。究其主要原因，乃是雷電波侵入配電變壓器高壓側(cè)繞組所引起的正、逆變換過電壓造成的。正、逆變換過電壓產(chǎn)生的機理如下： 逆變換過電壓。即當310kV側(cè)侵入雷電波，引起避雷器動作時，在接地電阻上流過大量的沖擊電流，產(chǎn)生壓降，這個壓降作用在低壓繞組的中性點上，使中性點電位升高，當?shù)蛪壕€路比擬長時，低壓線路相當于波阻抗接地。因此，在中性點電位作用下，低壓繞組流過較大的沖擊電流，三相繞組中流過的沖擊電流方向相同、大小相等，它們產(chǎn)生的磁通在高壓繞組中按變壓器匝數(shù)比感應出數(shù)值極高的脈沖電勢。三相脈沖電勢方向相同、大小相等。由于高壓繞組接成星形，且中性點不接地，因此在高壓繞組中，雖有脈沖電勢，但無沖擊電流。

4、沖擊電流只在低壓繞組中流通，高壓繞組中沒有對應的沖擊電流來平衡。因此，低壓繞組中的沖擊電流全部成為激磁電流，產(chǎn)生很大的零序磁通，使高壓側(cè)感應很高的電勢。由于高壓繞組出線端電位受避雷器殘壓固定，這個感應電勢就沿著繞組分布，在中性點幅值最大。因此，中性點絕緣容易擊穿。同時，層間和匝間的電位梯度也相應增大，可能在其他部位發(fā)生層間和匝間絕緣擊穿。這種過電壓首先是由高壓進波引起的，再由低壓電磁感應至高壓繞組，通常稱之為逆變換。 正變換過電壓。所謂正變換過電壓，即當雷電波由低壓線路侵入時，配電變壓器低壓繞組就有沖擊電流通過，這個沖擊電流同樣按匝數(shù)比在高壓繞組上產(chǎn)生感應電動勢，使高壓側(cè)中性點電位大大提高，它

5、們層間和匝間的梯度電壓也相應增加。這種由于低壓進波在高壓側(cè)產(chǎn)生感應過電壓的過程，稱為正變換。試驗說明，當?shù)蛪哼M波為10kV，接地電阻為5時，高壓繞組上的層間梯度電壓有的超過配電變壓器的層間絕緣全波沖擊強度一倍以上，這種情況，變壓器層間絕緣肯定要擊穿。 (2)在配電變壓器低壓側(cè)加裝普通閥型避雷器或金屬氧化物避雷器。這種保護方式的接線為：變壓器高、低避雷器的接地線、低壓側(cè)中性點及變壓器金屬外殼四點連接在一起接地(或稱三點共一體)。 運行經(jīng)驗和試驗研究說明，對絕緣良好的配電變壓器，僅在高壓側(cè)裝設(shè)避雷器時，仍有發(fā)生由于正、逆變換過電壓造成的雷害事故。這是因為高壓側(cè)裝設(shè)的避雷器對于正變換或逆變換過電壓都

6、是無能為力的。正、逆變換過電壓作用下的層間梯度，與變壓器的匝數(shù)成正比，與繞組的分布有關(guān)，繞組的首端、中部和末端均有可能破壞，但以末端較危險。低壓側(cè)加裝避雷器可以將正、逆變換過電壓限制在一定范圍之內(nèi)。 (3)高、低壓側(cè)接地分開的保護方式。這種保護方式的接線為高壓側(cè)避雷器單獨接地，低壓側(cè)不裝避雷器，低壓側(cè)中性點及變壓器金屬外殼連接在一起，并與高壓側(cè)接地分開接地。 研究說明，這種保護方式利用大地對雷電波的衰減作用可根本上消除逆變換過電壓，而對正變換過電壓，計算說明，低壓側(cè)接地電阻從10降至2.5時，高壓側(cè)的正變換過電壓可降低約40%。假設(shè)對低壓側(cè)接地體進行適當?shù)奶幚?，就可以消除正變換過電壓。 該保護

7、方式簡單、經(jīng)濟，但對低壓側(cè)接地電阻要求較高，有一定的推廣價值。 配電變壓器防雷保護措施多種多樣，除以上列舉的以外，還有在配電變壓器鐵心上加裝平衡繞組抑制正逆變換過電壓；在配電變壓器內(nèi)部安裝金屬氧化物避雷器等等。. 進行日常維護保養(yǎng)，及時清掃和擦除配變油污和上下壓套管上的塵埃，以防氣候潮濕或陰雨時污閃放電，造成套管相間短路，高壓熔斷器熔斷，配變不能正常運行；及時觀察配變的油位和油色，定期檢測油溫，特別是負荷變化大、溫差大、氣候惡劣的天氣應增加巡視次數(shù)，對油浸式的配電變壓器運行中的頂層油溫不得高于95，溫升不得超過55，為防止繞組和油的劣化過速，頂層油的溫升不宜經(jīng)常超過45；搖測配變的絕緣電阻，檢

8、查各引線是否牢固，特別要注意的是低壓出線連接處接觸是否良好、溫度是否異常；加強用電負荷的測量，在用電頂峰期，加強對每臺配變的負荷測量，必要時增加測量次數(shù)，對三相電流不平衡的配電變壓器及時進行調(diào)整，防止中性線電流過大燒斷引線，造成用戶設(shè)備損壞，配變受損。聯(lián)接組別為Yyn0的配變，三相負荷應盡量平衡，不得僅用一相或兩相供電，中性線電流不應超過低壓側(cè)額定電流的25%，力求使配變不超載、不偏載運行。 合理選擇配變的安裝地點，配變安裝既要滿足用戶電壓的要求，又要盡量防止將其安裝在荒山野嶺，易被雷擊，也不能安裝在遠離居民區(qū)的地方，以防不法分子偷盜。安裝位置太偏僻也不利于運行人員的定期維護，不便于工作人員的

9、管理；防止在配電變壓器上安裝低壓計量箱，因長時間運行，計量箱玻璃損壞或配變低壓樁頭損壞不能及時進行更換，致使因雨水等原因燒壞電能表引起配變受損；不允許私自調(diào)節(jié)分接開關(guān)，以防分接開關(guān)調(diào)節(jié)不到位發(fā)生相間短路致使燒壞配電變壓器；定期巡視線路，砍伐線路通道，防止樹枝碰在導線上引起低壓短路燒壞配電變壓器的事故。 3 配電變壓器防雷保護措施應用 通過以上分析，可以看出，各種防雷保護措施各有其特點，各地應根據(jù)雷暴日雷電活動強度來合理選擇適當?shù)姆览妆Ｗo措施。 (1)在平原等少雷區(qū)，配電變壓器年損壞率較低，可只采用配電變壓器高壓側(cè)裝設(shè)避雷器的方式。 (2)在一般雷電日地區(qū)，推薦采用配電變壓器高、低壓側(cè)均裝設(shè)避雷器的方式。 (3)在多雷區(qū)，單獨采用某一種防雷保護措施往往不能奏效，宜采用綜合防雷保護措施，即高壓側(cè)裝設(shè)避雷器單獨接地，低壓側(cè)避雷器、低壓側(cè)中性點及變壓器金屬外殼連接在一起的分開接地。 (4)在重雷區(qū)，特別是配電變壓器年損壞率較高的地區(qū)，采用綜合防雷保護措施仍未收到較好的防雷效果后，應根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟比擬，在配電變壓器鐵心上加裝平衡繞組(即采用新型防雷避雷器)，或在配電變壓器內(nèi)部安裝金屬氧化物避雷器。 4 結(jié)論 配電變壓器的防雷措施多種多樣，各地配電變壓器安裝地點實際情況又