防雷技术

变压器防雷保护

点击:1611时间:2017-07-21

    配电变压器是交流供电系统的重要设备,对配电变压器采取防雷保护措施,一方面可以防止变压器自身受到雷电过电压的损坏,提高向建筑物内设备的供电可靠性;另一方面也可以防止雷电过电压波通过变压器传播到建筑物内的电源系统,在变压器的高低压侧均按照避雷器。

    变压器的保护

    高压侧通常安装三只阀型避雷器,低压侧通常安装三只氧化锌避雷器。高压侧的三个避雷器应尽量靠近变压器,其接地端直接与变压器的金属外壳相连,以减小雷电电流在引线寄生电感上产生的压降。

    当雷电过电压波沿高压线路传播到变压器时,高压侧避雷器动作,由于它们的接地端与变压器金属外壳及低压侧中性点都连在一起后接地,作用在变压器高压侧主绝缘上的电压只是避雷器的残压而不含接地电阻及接地引下线寄生电感上的压降。通常,仅在高压侧装三个避雷器尚不能完全保护变压器,其原因在于:

    1、雷击于低压线路或低压线路受到附近雷击时的感应作用,使变压器低压侧绝缘损坏。

    2、雷击于高压线路或高压线路遭受附近雷击时的感应作用,此时高压侧三个避雷器动作,流过避雷器的雷电暂态电流会在接地电阻及接地引下线寄生电感上产生压降,这一压降会作用在低压侧中性点上,而低压侧的出线此时相当于经出线波阻抗接地,因此这一压降的绝大部分加在低压绕组上,经电磁祸合,在高压绕组上将会按变压器的变比出现很高的感应电势。由于高压绕组的出线端电位此时已被避雷器固定,同时在高压绕组中感应的电位分布在中性点呈现出最高值,这样就有可能造成变压器绝缘的击穿。这种由高压侧避霄器动作在低压侧造成高电位,再通过电磁祸合变换到高压侧的过程称为反变换过程。

    3、低压线路遭受雷电感应或直接雷击时,雷电过电压作用于低压绕组,并按变比祸合到高压绕组。由于低压侧的绝缘裕度比高压侧大,有可能在高压侧先引起绝缘击穿,这一过程称为正变换过程。

    为了抑制由正、反变换过程产生的暂态过电压,需要在低压侧也装三个低压氧化锌避雷器,避雷器的接地应就近接在变压器的金属外壳上。这三个避雷器能够限制低压侧出现的暂态过电压,从而也能有效地抑制正、反变换过程在高压侧产生的暂态过电压。在传统的配电变压器低压侧保护中也曾采用普通阀型避雷器,这种避雷器的保护效果不如氧化锌避雷器好,与这种避雷器相比,氧化锌避雷器的主要优势在于:

    1、 氧化锌避雷器不含间隙,无工频续流问题。

    2、 氧化锌避雷器的箝位电压比普通阀型避雷器低,这对于保护其后面的电子设备是十分有利的。

    3、 氧化锌避雷器自身有较大的寄生电容,其典型值约为2Nf-5nF,这种寄生电容能够与避雷器前面的低压绕组出线电感构成低通滤波器,实施对暂态过电压的有效衰减。

    基于以上这些优势,氧化锌避雷器现已取代普通阀型避雷器而在配电变压器低压侧保护总获得了较为广泛的应用。