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遠(yuǎn)東電氣:箱變過電壓原因及應(yīng)對措施

2018/2/3 17:37:26 次瀏覽

1、什么是箱式變電站過電壓?

當(dāng)箱式變電站中的變壓器運(yùn)行時, 繼電保護(hù)校驗(yàn)儀 如果電壓超過它的最大允許工作電壓,就稱為變壓器的過電壓。

2、箱式變壓器過電壓的分類:

過電壓往往會對變壓器的絕緣造成很大的危害,甚至使絕緣擊穿。

遠(yuǎn)東電氣:箱變過電壓原因及應(yīng)對措施

過電壓可分為大氣過電壓和操作過電壓兩種:

(1)大氣過電壓:輸電線路直接遭雷擊或雷云放電時,電磁場的劇烈變化所引起的過電壓稱為大氣過電壓;

(2)操作過電壓:當(dāng)箱式變電站中的變壓器或線路上的開關(guān)進(jìn)行合閘或拉閘操作時,因系統(tǒng)中電磁能量振蕩和積聚而產(chǎn)生的過電壓稱為操作過電壓。

變壓器的這兩種過電壓都是作用時間短促的瞬變過程。 繼電保護(hù)校驗(yàn)儀 操作過電壓一般為額定電壓的3.0一4.5倍,而大氣過電壓數(shù)值很高,可達(dá)額定電壓的8一12 倍,并且繞組中電壓分布極不均勻,進(jìn)線端頭部分線匝受到的電壓很高。因此,必須采取必要的措施,防止過電壓的發(fā)生和進(jìn)行有效的保護(hù)。

3、過電壓破壞絕緣有情況

一種是將繞組與鐵心(或油箱)之間的絕緣高壓繞組與低壓繞組之間的絕緣(這些絕緣稱為主絕緣)擊穿; 熱繼電器測試儀 另一種是在同一繞組內(nèi)將匝與匝之間或一段繞組與另一段繞組之間的絕緣擊穿。

由于過電壓時間極短,電壓從零上升到最大值再下降到零均在極短的時間內(nèi)完成,因而具有高頻振蕩的特性,其頻率可達(dá)100kHz以上。在正常運(yùn)行時,電網(wǎng)的頻率是50Hz,變壓器的容抗很大,而感抗wL很小,因此可以忽略電容的影響,電流完全從繞組內(nèi)部流過。

4、箱式變電站過電壓原因分析

下面簡單說明兩種不同類型過電壓產(chǎn)生的原因。

(1)操作過電壓

在一般配電網(wǎng)中,使用的絕大多數(shù)是降壓變壓器,下面就以降壓變壓器空載拉閘操作為例說明操作過電壓產(chǎn)生的原因。

在定性分析時,匝間電容的影響可略去不計(jì)。熱繼電器測試儀空載變壓器從電網(wǎng)上拉閘時,如果空載電流的瞬時值不等于零而是某一數(shù)值Ia,這時相應(yīng)的外施電壓瞬時值為Ua。于是在拉閘操作瞬間,電感L1中儲藏的磁場能量為1/2Ll?I2a,電容C’Fe上儲藏的電場能量為1/2C’FeU2a。

由于這時變壓器的電路是由電感L1電容C’Fe并聯(lián)的電路,故在拉閘操作瞬間,回路內(nèi)將發(fā)生電磁振蕩過程。在振蕩過程中,熱繼電器測試儀當(dāng)某一瞬間電流等于零時,此時磁場能量全部轉(zhuǎn)化為電場能量,由電容吸收,電容上的電壓便升高到最大值Ucmax。當(dāng)拉閘操作電流和電容上的電壓一定時,繞組的電感愈大,對地電容愈小,則拉閘操作過電壓愈高。在電力系統(tǒng)中,操作過電壓通常不超過額定電壓的30一4.5倍。

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(2)大氣過電壓

大氣過電壓是由輸電線路直接遭受雷擊或雷云放電時,電磁場的劇烈變化所引起的。當(dāng)輸電線路直接遭受雷擊時,雷云所帶的大量電荷(設(shè)為正電荷)通過放電渠道落到輸電線上,大量的自由電荷向輸電線路的兩端傳播,就在輸電線上引起沖擊過電壓,稱為雷電過電壓。雷電波由零上升到最大值這一段稱為波頭,下降部分稱為波尾。

如果把波頭所占時間看成是周期波的1/4周期,則雷電波可看成是頻率極高的周期性波。這樣,當(dāng)過電壓波到達(dá)變壓器接線端時,相當(dāng)于給變壓器加上了一個頻率極高的高電壓。這一瞬變過程很快,一開始,由于在高頻下wL很大,因此,1/wC很小,電流只從高壓繞組的匝電容和對地電容中流過。由于低壓繞組靠近鐵心,它對地電容很大(即容抗很小),可近似地認(rèn)為低壓繞組接地。

當(dāng)雷電波襲擊時,沿繞組高度上的電壓分布取決于匝間電容C’Fe,和對地電容C’Fe的比例。在一般情況下,由于兩種電容都存在,過電壓時,一部分電流由對地電容分流,故每個匝間電容流的電流不相等,靠近輸電線端的匝間電容流過的電流最大,越往后則越小。

隨著電壓沿繞組高度的分布變?yōu)椴痪鶆颍鹗茧妷悍植己懿痪鶆颍拷旊娋€端的前幾匝間出現(xiàn)很大的電壓梯度,因此,在靠近輸電線端的前幾個線匝里,匝間絕緣受到很大的威脅,這時最高匝間電壓可能高達(dá)額定電壓的50一200倍。

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