干式变压器有哪些防雷措施
为了防止雷电波对干式变压器的破坏,保证干式变压器的安全运行,介绍了干式变压器防雷措施的应用,提高了干式变压器的防雷水平。
(1)避雷器应安装在配电变压器的高压侧。根据SDJ 7-79 《电力设备过电压保护设计技术规程》:‘配电变压器高压侧应采用避雷器保护,避雷器接地线应与变压器低压侧中性点和变压器金属外壳三点接地。’这也是部颁DL/T620-1997 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》推荐的防雷措施。
然而,大量的研究和运行经验表明,只有在避雷器用于保护高压侧时,在雷电波的作用下仍存在损坏现象。一般地区的年损毁率为1%,多雷区高达5%左右,有些地区在100个雷暴日内雷电活动极强,年损毁率高达50%左右。主要原因是雷电波侵入配电变压器高压侧绕组引起的正反向转换过电压。正向和反向转换过压的机理如下:
(1)逆变换过电压。也就是说,当雷电波从3 ~ 10 kV侧侵入,引起避雷器动作时,大量冲击电流流过接地电阻,产生压降,作用于低压绕组中性点,使中性点电位上升。低压线路相对较长时,低压线路相当于波阻抗接地。因此,在中性点电位的作用下,大的冲击电流流过低压绕组,流过三相绕组的冲击电流方向相同,大小相等,它们产生的磁通根据变压器匝数比在高压绕组中感应出极高的脉冲电位。三相脉冲电位方向相同,幅度相等。由于高压绕组呈星形连接,中性点不接地,所以高压绕组中有脉冲电位,但没有冲击电流。冲击电流只在低压绕组中流动,高压绕组中没有相应的冲击电流来平衡。因此,低压绕组中的所有冲击电流都成为励磁电流,产生大的零序磁通,在高压侧感应出高电位。由于高压绕组出口端的电位由避雷器的剩余电压固定,感应电位沿绕组分布,在中性点处幅值较大。所以中性点绝缘容易击穿。同时层间和匝间的电位梯度也相应增大,可能导致其他部位层间和匝间绝缘击穿。这种过电压先先是由高压来波引起的,然后由低压电磁感应到高压绕组,通常称为逆变换。
正变换过电压。所谓正向转换过电压,是指雷电波从低压线路侵入时,冲击电流通过配电变压器的低压绕组,这种冲击电流还根据匝数比在高压绕组上产生感应电动势,使高压侧中性点的电位大大增加,并相应地增加其层间和匝间的梯度电压。由于低压输入波在高压侧感应过电压的过程称为正向变换。试验表明,当低压来波为10kV,接地电阻为5时,高压绕组上的层间梯度电压超过配电变压器层间绝缘的全波冲击强度一倍以上。在这种情况下,变压器的层间绝缘必须击穿。
(2)在配电变压器低压侧安装普通阀式避雷器或金属氧化物避雷器。这种保护方式的接线如下:变压器高低避雷器的接地线、低压侧中性点和变压器金属外壳连接在一起,四点接地(或三点合一)。 #p#分页标题#e#
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(3)高低压侧分别接地。这种保护方式的接线是高压侧避雷器单先接地,低压侧不装避雷器,低压侧中性点与变压器金属外壳连接在一起,与高压侧接地分开接地。