試驗(yàn)變壓器廠家談配電變壓器防雷技術(shù)
雷擊損壞配變過(guò)去單純認(rèn)為是雷電波進(jìn)入高壓繞組引起，實(shí)際上這種認(rèn)識(shí)帶有程度的片面性。理論分析和實(shí)際試驗(yàn)表明：配變雷害事故的主要原因是由于配電系統(tǒng)遭受雷害時(shí)的“正反變換”的過(guò)電壓引起，而反變換過(guò)電壓損壞事故尤甚?，F(xiàn)就正反變換過(guò)電壓發(fā)展過(guò)程進(jìn)行分析，討論配變的防雷保護(hù)。
1 正反變換過(guò)電壓
1.1 正變換過(guò)電壓當(dāng)?shù)蛪簜?cè)線路遭受雷擊時(shí)，雷擊電流侵入低壓繞組經(jīng)中性點(diǎn)接地裝置入地，接地電流Ijd在接地電阻Rjd上產(chǎn)生壓降。這個(gè)壓降使得低壓側(cè)中性點(diǎn)電位急劇升高。它疊加在低壓繞組出現(xiàn)過(guò)電壓，危及低壓繞組。同時(shí)，這個(gè)電壓通過(guò)高低壓繞組的電磁感應(yīng)按變比升高至高壓側(cè)，與高壓繞組的相電壓疊加，致使高壓繞組出現(xiàn)危險(xiǎn)的過(guò)電壓。這種由于低壓繞組遭受雷擊過(guò)電壓，通過(guò)電磁感應(yīng)變換到高壓側(cè)，引起高壓繞組過(guò)電壓的現(xiàn)象叫“正變換”過(guò)電壓。
1.2 反變換過(guò)電壓當(dāng)高壓側(cè)線路遭受雷擊時(shí)，雷電流通過(guò)高壓側(cè)避雷器放電入地，接地電流Ijd在接地電阻Rjd上產(chǎn)生壓降。這個(gè)壓降作用在低壓側(cè)中性點(diǎn)上，而低壓側(cè)出線此時(shí)相當(dāng)于經(jīng)電阻接地，因此，電壓絕大部分加在低壓繞組上了。又經(jīng)電磁感應(yīng)，這個(gè)壓降以變比升高至高壓側(cè)，并疊加于高壓繞組的相電壓上，致使高壓繞組出現(xiàn)過(guò)電壓而導(dǎo)致?lián)舸┦鹿?。這種由于高壓側(cè)遭受雷擊，作用于低壓側(cè)，通過(guò)電磁感應(yīng)又變換到高壓側(cè)，引起高壓繞組過(guò)電壓的現(xiàn)象叫“反變換過(guò)電壓”。
2 變壓器不同接線對(duì)正反變換過(guò)電壓的影響
2.1 Yzn11接線。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)線路落雷時(shí)，雷電流進(jìn)入低壓側(cè)的兩個(gè)“半繞組”中，大小相等，方向相反，在每個(gè)鐵心柱上的磁通正好互相抵消，因而也就不會(huì)在高壓繞組中產(chǎn)生正變換過(guò)電壓。在高壓側(cè)線路落雷時(shí)，實(shí)際上由于變壓器結(jié)構(gòu)和漏磁等原因引起磁路不對(duì)稱，因而磁通不可能完全抵消，正反變換過(guò)電壓仍然存在，但是較小，可認(rèn)為有較好的防雷作用。
2.2 Yyn0接線
這種接法的變壓器是我國(guó)的一種標(biāo)準(zhǔn)接線。它有很多優(yōu)點(diǎn)：①正常時(shí)能保持各相電壓不變，同時(shí)能提供380/220V兩種不同的電壓以滿足用戶要求;②發(fā)生單相接地短路時(shí)，可避免另兩相電壓的升高;③可避免高壓竄入低壓側(cè)的危險(xiǎn)。因此，配電網(wǎng)中幾乎所有配變均采用此種接法。
3 Yyn0接線配變的防雷保護(hù)
3.1 高壓側(cè)裝設(shè)避雷器以防止雷擊過(guò)電壓。
3.1.1 在配變高壓側(cè)裝設(shè)避雷器，能有效防止高壓側(cè)線路落雷時(shí)雷電波襲入而損壞配變，工程中常在配變高壓側(cè)裝設(shè)FS—10閥型避雷器。
3.1.2 高壓側(cè)裝設(shè)避雷器后。避雷器接地線應(yīng)與變壓器外殼以及低壓側(cè)中性點(diǎn)連接后共同接地，以充分發(fā)揮避雷器限壓作用和防止逆閃絡(luò)。
1 正反變換過(guò)電壓
1.1 正變換過(guò)電壓當(dāng)?shù)蛪簜?cè)線路遭受雷擊時(shí)，雷擊電流侵入低壓繞組經(jīng)中性點(diǎn)接地裝置入地，接地電流Ijd在接地電阻Rjd上產(chǎn)生壓降。這個(gè)壓降使得低壓側(cè)中性點(diǎn)電位急劇升高。它疊加在低壓繞組出現(xiàn)過(guò)電壓，危及低壓繞組。同時(shí)，這個(gè)電壓通過(guò)高低壓繞組的電磁感應(yīng)按變比升高至高壓側(cè)，與高壓繞組的相電壓疊加，致使高壓繞組出現(xiàn)危險(xiǎn)的過(guò)電壓。這種由于低壓繞組遭受雷擊過(guò)電壓，通過(guò)電磁感應(yīng)變換到高壓側(cè)，引起高壓繞組過(guò)電壓的現(xiàn)象叫“正變換”過(guò)電壓。
1.2 反變換過(guò)電壓當(dāng)高壓側(cè)線路遭受雷擊時(shí)，雷電流通過(guò)高壓側(cè)避雷器放電入地，接地電流Ijd在接地電阻Rjd上產(chǎn)生壓降。這個(gè)壓降作用在低壓側(cè)中性點(diǎn)上，而低壓側(cè)出線此時(shí)相當(dāng)于經(jīng)電阻接地，因此，電壓絕大部分加在低壓繞組上了。又經(jīng)電磁感應(yīng)，這個(gè)壓降以變比升高至高壓側(cè)，并疊加于高壓繞組的相電壓上，致使高壓繞組出現(xiàn)過(guò)電壓而導(dǎo)致?lián)舸┦鹿?。這種由于高壓側(cè)遭受雷擊，作用于低壓側(cè)，通過(guò)電磁感應(yīng)又變換到高壓側(cè)，引起高壓繞組過(guò)電壓的現(xiàn)象叫“反變換過(guò)電壓”。
2 變壓器不同接線對(duì)正反變換過(guò)電壓的影響
2.1 Yzn11接線。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)線路落雷時(shí)，雷電流進(jìn)入低壓側(cè)的兩個(gè)“半繞組”中，大小相等，方向相反，在每個(gè)鐵心柱上的磁通正好互相抵消，因而也就不會(huì)在高壓繞組中產(chǎn)生正變換過(guò)電壓。在高壓側(cè)線路落雷時(shí)，實(shí)際上由于變壓器結(jié)構(gòu)和漏磁等原因引起磁路不對(duì)稱，因而磁通不可能完全抵消，正反變換過(guò)電壓仍然存在，但是較小，可認(rèn)為有較好的防雷作用。
2.2 Yyn0接線
這種接法的變壓器是我國(guó)的一種標(biāo)準(zhǔn)接線。它有很多優(yōu)點(diǎn)：①正常時(shí)能保持各相電壓不變，同時(shí)能提供380/220V兩種不同的電壓以滿足用戶要求;②發(fā)生單相接地短路時(shí)，可避免另兩相電壓的升高;③可避免高壓竄入低壓側(cè)的危險(xiǎn)。因此，配電網(wǎng)中幾乎所有配變均采用此種接法。
3 Yyn0接線配變的防雷保護(hù)
3.1 高壓側(cè)裝設(shè)避雷器以防止雷擊過(guò)電壓。
3.1.1 在配變高壓側(cè)裝設(shè)避雷器，能有效防止高壓側(cè)線路落雷時(shí)雷電波襲入而損壞配變，工程中常在配變高壓側(cè)裝設(shè)FS—10閥型避雷器。
3.1.2 高壓側(cè)裝設(shè)避雷器后。避雷器接地線應(yīng)與變壓器外殼以及低壓側(cè)中性點(diǎn)連接后共同接地，以充分發(fā)揮避雷器限壓作用和防止逆閃絡(luò)。
3.2 低壓側(cè)裝設(shè)避雷器以限制正變換過(guò)電壓。
對(duì)于Yyn0配變，即使高壓側(cè)裝有避雷器，仍然不可避免來(lái)自高壓側(cè)進(jìn)行波的反變換或來(lái)自低壓側(cè)進(jìn)行波的正變換過(guò)電壓。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)裝設(shè)一組避雷器后，正反變換過(guò)電壓就可以受到限制。
用正反變換過(guò)電壓理論分析。產(chǎn)生正反變換過(guò)電壓是由于低壓繞組過(guò)電壓引起。因此，只要設(shè)法限制低壓繞組過(guò)電壓的幅值，正反變換過(guò)電壓就可得到限制。低壓側(cè)裝設(shè)避雷器就是用來(lái)限制低壓繞組過(guò)電壓的幅值，有了低壓避雷器，正反變換過(guò)電壓也就得到有效的抑制，從而也就可以保護(hù)高壓繞組。
4 安裝避雷器的具體要求
4.1 變壓器應(yīng)安裝在高壓熔斷器與變壓器之間。
4.2 避雷器防雷接地引下線采用“三位一體”的接地方法。即避雷器接地引下線、配電變壓器金屬外殼與低壓側(cè)中性點(diǎn)這三點(diǎn)連在一起，然后共同與接地裝置相連接。
4.3 在多雷區(qū)、在變壓器低壓側(cè)出線出處應(yīng)安裝一組低壓避雷器。
5 接地裝置的安裝
接地裝置安裝質(zhì)量的好壞決定了為配電變壓器的防雷裝置是否起到良好的保護(hù)作用的關(guān)鍵，因此接地可靠，符合技術(shù)規(guī)范，才能很好地起分流作用，才能保護(hù)變壓器。
5.1 高低壓側(cè)避雷器接地線、配變外殼和低壓側(cè)中性點(diǎn)應(yīng)連接在一起共同接地(中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)，在中性點(diǎn)對(duì)地加裝擊穿保險(xiǎn)器)
5.2 接地電阻應(yīng)滿足規(guī)程要求，對(duì)于100kVA以上的配變，Rjd≤4Ω;重復(fù)接地每臺(tái)不少于三處，每處Rjd≤10Ω。②對(duì)于100kVA及以下的配變，Rjd≤10Ω;重復(fù)接地每臺(tái)不少于三處，每處Rjd≤30Ω。
5.3 避雷器接地引下線(即與配變外殼間的連線)越短越好。因?yàn)?，即?.6m長(zhǎng)的接地線，其電感L約為1mH，在不大的雷電波陡度di/dt=10kA/μs時(shí)，接地線上的壓降也達(dá)Ldi/dt≈10kV這樣不小的數(shù)值。它和避雷器殘壓疊加作用在配變絕緣上，也將大大加劇破壞性。為此，對(duì)于高壓側(cè)，避雷器應(yīng)裝于高壓跌落式熔斷器的下端。這樣不僅能減少接地引線的長(zhǎng)度，也給避雷器安裝預(yù)試帶來(lái)方便(取下跌落式熔斷器，做好安全措施即可進(jìn)行，不會(huì)影響高壓線路運(yùn)行);其次當(dāng)避雷器質(zhì)量不良，放電不能熄弧時(shí)工頻續(xù)流使高壓跌落式熔斷器熔斷，熔管自動(dòng)跌落，可避免因此造成對(duì)高壓線路供電的影響，減少線路的跳閘率。
6 文章結(jié)語(yǔ)
由以上分析可見(jiàn)，配變低壓側(cè)加裝避雷器是大有必要的，這也是我們以前認(rèn)識(shí)上的不足。在配電變壓器低壓側(cè)加裝避雷器，對(duì)減少事故跳閘率，提高供電可靠性，具有重要的意義。因此，搞好農(nóng)村配變的防雷保護(hù)不僅有直接的經(jīng)濟(jì)效益，還有很大的社會(huì)效益。
信息整理：www.ewkbg.com
對(duì)于Yyn0配變，即使高壓側(cè)裝有避雷器，仍然不可避免來(lái)自高壓側(cè)進(jìn)行波的反變換或來(lái)自低壓側(cè)進(jìn)行波的正變換過(guò)電壓。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)裝設(shè)一組避雷器后，正反變換過(guò)電壓就可以受到限制。
用正反變換過(guò)電壓理論分析。產(chǎn)生正反變換過(guò)電壓是由于低壓繞組過(guò)電壓引起。因此，只要設(shè)法限制低壓繞組過(guò)電壓的幅值，正反變換過(guò)電壓就可得到限制。低壓側(cè)裝設(shè)避雷器就是用來(lái)限制低壓繞組過(guò)電壓的幅值，有了低壓避雷器，正反變換過(guò)電壓也就得到有效的抑制，從而也就可以保護(hù)高壓繞組。
4 安裝避雷器的具體要求
4.1 變壓器應(yīng)安裝在高壓熔斷器與變壓器之間。
4.2 避雷器防雷接地引下線采用“三位一體”的接地方法。即避雷器接地引下線、配電變壓器金屬外殼與低壓側(cè)中性點(diǎn)這三點(diǎn)連在一起，然后共同與接地裝置相連接。
4.3 在多雷區(qū)、在變壓器低壓側(cè)出線出處應(yīng)安裝一組低壓避雷器。
5 接地裝置的安裝
接地裝置安裝質(zhì)量的好壞決定了為配電變壓器的防雷裝置是否起到良好的保護(hù)作用的關(guān)鍵，因此接地可靠，符合技術(shù)規(guī)范，才能很好地起分流作用，才能保護(hù)變壓器。
5.1 高低壓側(cè)避雷器接地線、配變外殼和低壓側(cè)中性點(diǎn)應(yīng)連接在一起共同接地(中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)，在中性點(diǎn)對(duì)地加裝擊穿保險(xiǎn)器)
5.2 接地電阻應(yīng)滿足規(guī)程要求，對(duì)于100kVA以上的配變，Rjd≤4Ω;重復(fù)接地每臺(tái)不少于三處，每處Rjd≤10Ω。②對(duì)于100kVA及以下的配變，Rjd≤10Ω;重復(fù)接地每臺(tái)不少于三處，每處Rjd≤30Ω。
5.3 避雷器接地引下線(即與配變外殼間的連線)越短越好。因?yàn)?，即?.6m長(zhǎng)的接地線，其電感L約為1mH，在不大的雷電波陡度di/dt=10kA/μs時(shí)，接地線上的壓降也達(dá)Ldi/dt≈10kV這樣不小的數(shù)值。它和避雷器殘壓疊加作用在配變絕緣上，也將大大加劇破壞性。為此，對(duì)于高壓側(cè)，避雷器應(yīng)裝于高壓跌落式熔斷器的下端。這樣不僅能減少接地引線的長(zhǎng)度，也給避雷器安裝預(yù)試帶來(lái)方便(取下跌落式熔斷器，做好安全措施即可進(jìn)行，不會(huì)影響高壓線路運(yùn)行);其次當(dāng)避雷器質(zhì)量不良，放電不能熄弧時(shí)工頻續(xù)流使高壓跌落式熔斷器熔斷，熔管自動(dòng)跌落，可避免因此造成對(duì)高壓線路供電的影響，減少線路的跳閘率。
6 文章結(jié)語(yǔ)
由以上分析可見(jiàn)，配變低壓側(cè)加裝避雷器是大有必要的，這也是我們以前認(rèn)識(shí)上的不足。在配電變壓器低壓側(cè)加裝避雷器，對(duì)減少事故跳閘率，提高供電可靠性，具有重要的意義。因此，搞好農(nóng)村配變的防雷保護(hù)不僅有直接的經(jīng)濟(jì)效益，還有很大的社會(huì)效益。
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