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配电变压器防雷措施的改进

类型：	【软件】	上传：	2012-12-8 15:41:13	大小：	121KB
说明：	摘要：文章分析了当前配电变压器存在的问题，讨论了正、逆变换过电压产生的原因。针对抑制正、逆变换过电压，强调了接地电阻在配电变压器防雷中的重要性，并提出了改进措施。 　　关键词：配电变压器；防雷保护；逆变换过电压；改进措施 　　配电变压器受雷电波侵害不仅给供电企业带来极大的经济损失，而且严重影响供电可靠性。为防止雷电波对配电变压器的侵害，保证配电变压器安全运行，文章对配电变压器遭受雷击后产生过电压的机理进行了分析，提出了一些改进方法。 　　图1中，保护变压器的避雷器安装在高压侧，与低压侧中性线变压器金属外壳连接在一起，同用一个接地体接地。当雷落于高压侧线路时，流经避雷器的雷电流Ibl在接地体R上形成压降Uch=RIbl。因配电变压器低压线圈中性点与配电变压器外壳是相连的，此压降就作用在低压线圈和所连低压线路上。因低压线圈波阻比低压线路波阻大得多，此压降U的绝大部分电压都加在低压线圈上。配电变压器低压侧没有避雷器保护，通过高、低压线圈的电磁耦合作用将按配电变压器变化比例，在高压线圈上产生一个很高的过电压(称为反变换过程) ，使高压线圈绝缘损坏。这种引起高压侧中性点过电压的现象叫“反变换”过电压〔1〕。 　　综上所述，造成雷击配电变压器事故的主要原因是正、逆变换过电压。 　　2 改进的防雷保护措施 　　配电变压器遭受雷击时，虽然高压侧的避雷器正确动作，但常常仍免不了被损坏。由上面的分析可知，究其根本原因是在避雷器动作后配变本身产生正、逆变换过电压所致。因此如何限制产生正、逆变换过电压成为配电变压器防雷的关键。 　　2.1 低压侧安装避雷器 　　雷电波从低压侧侵入配变时，由于没有避雷器的保护，雷电波直接侵入低压绕组，导致低压绕组中性点电位偏移，从而按电磁感应定律以变比的倍数升高到高压侧，使其电位高出额定值的十几倍，大大的威胁着配变的绝缘。由此可见，配电变压器低压侧没有装设避雷器保护是配电变压器产生正变换过电压，从而被雷击坏的主要原因。因此，为了有效地限制正变换过电压，可以在低压侧也安装避雷器。一旦雷击低压线路或低压线路有感应过电压时将起到保护作用，同时还能有效地限制低压线圈两端的过电压值，保护配电变压器高、低压线圈的绝缘，防雷效果十分显著。 　　2.2 降低接地电阻及缩短接地引下线 　　由以上分析知，当雷击配电变压器高压侧时，避雷器动作后，作用在避雷器上的电压由三部分组成，一部分是避雷器动作后的残压，这个值只与避雷器本身的特性有关，可通过选择残压较小的避雷器来降低这个值；第二部分就是流过避雷器的雷电流在入地时，由于有接地电阻的存在，所以在接地电阻上就会出现与接地电阻大小成正比的电压；第三部分是由于接地引下线自身的电感带来的压降。因此，最后作用在高压侧的电压为三部分的叠加，如(1)式所示：　　 ? 　　  　　式中：Ub——作用在配电变压器高压侧的电压，kV； 　　Rch——配电变压器接地装置的接地电阻，Ω； 　　iL——流过避雷器的雷电流，kA； 　　L——接地引下线的电感。 　　由式(1)知要降低总电压的值，可以从三方面考虑。首先降低Uc，但Uc的值只与避雷器本身因素有关，因此在选定了避雷器的种类与型号后，这个值就确定了，一般变化比较小。所以只能从后两个方面来考虑降低总电压Ub。其一就是雷电流在接地电阻上产生的压降 RchiL，这是造成总电压Ub过高的主要原因，也是造成很多农村电网中配电变压器雷害事故的直接原因。按规程规定，配电变压器的接地电阻应满足下面的要求：①容量在100KA以下配变接地电阻值不应10Ω；②容量在100KA及以上配变接地电阻不应4Ω。 　　但是，由于配电变压器的接地装置往往受到安装地点的环境、土壤电阻率、锈蚀情况以及埋设中的人为因素的影响，其接地电阻往往严重超标。特别是在山区高土壤电阻率地区，接地电阻的值都在几十欧甚至上百欧，大大地超过了规程的要求范围。接地电阻往往都在50Ω以上，接地装置大都只是一根钢管打入地下作为垂直接地极，没有采用其他任何降阻措施，造成接地电阻普遍偏高。为了有效地降低接地电阻，采用人工接地体，可以在有垂直接地极的基础上再铺设几根水平放射状接地极，且接地极之间应有可靠的连接，一般都用焊接，而不用细铁丝拧紧，焊接不能有虚焊或假焊 〔3〕。另外，如果还可以充分利用自然接地体来降阻。在选择材料时，对垂直接地极可采用直径大于4mm的厚角钢，水平接地极可采用直径不小于6mm的圆钢和扁钢。其二就是由接地引下线自身电感产生的电压L 　　 ? 　　3 结束语 　　配电变压器雷害事故的原因主要是由于防雷保护上存在缺陷，较常见的是在低压侧缺少必要的防雷保护措施。其次就是接地上存在比较严重的问题即接地电阻值偏高以及接地引下线太长等。除对配电变压器的防雷措施方面进行改进，选择较合适的、全面的防雷保护措施外，重视和加强配电变压器的日常运行管理也尤为重要。  　　[参考文献] 　　[1] 胜鸿，郁青，朱伟.雷电波侵害配电变压器的机理及防雷措施[J]. 供用电，2004，(6). 　　[2] 李景禄.关于中压电网防雷保护现状的分析与探讨[J].电瓷避雷器，2003 ，(4). 　　[3] 李景禄.实用电力接地技术[M].北京：中国电力出版社，2002，(1).  　　[4] 陈国权，唐桂坤，阳一雄.防城港市配电变压器的防雷保护[J]，2003，(2) .

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