配電干式變壓器防雷措施分析
為了防止雷電波對配電干式變壓器的破壞，保證配電干式變壓器的安全運行，介紹了配電干式變壓器防雷措施的應用，提高了配電干式變壓器的防雷水平。前言中有2400個縣級農村電網和280個城市電網，配電干式變壓器達到百萬臺。另外，中地大物博，雷暴日多。如華南部分地區，年雷暴日高達100 ~ 130天，配電干式變壓器被雷電波破壞嚴重，不僅給供電企業帶來巨大的經濟損失，而且嚴重影響供電的可靠性。因此，為了防止雷電波損壞配電干式變壓器，保證其安全運行，有必要對配電干式變壓器的防雷措施進行逐一分析，以便有選擇地采取適當的防雷措施。2配電干式變壓器的防雷措施(1)避雷器安裝在配電干式變壓器的高壓側。根據SD J7-79 《電力設備過電壓保護設計技術規程》:‘配電干式變壓器高壓側應有避雷器保護，避雷器接地線應與干式變壓器低壓側中性點和干式變壓器金屬外殼三點接地。’這也是部頒DL/T620-1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》推薦的防雷措施。然而，大量的研究和運行經驗表明，只有在避雷器用于保護高壓側時，在雷電波的作用下仍存在損壞現象。一般地區的年損壞率為1，許多雷區高達約5，有些地區在100個雷暴日有極強的閃電活動，年損壞率高達約50。主要原因是雷電波侵入配電干式變壓器高壓側繞組引起的正反轉換過電壓。正向和反向轉換過電壓的機理如下：反向轉換過電壓。也就是說，當雷電波從3 ~ 10 kV側侵入，引起避雷器動作時，大量沖擊電流流過接地電阻，產生壓降，作用于低壓繞組中性點，使中性點電位上升。低壓線路相對較長時，低壓線路相當于波阻抗接地。因此，在中性點電位的作用下，大的沖擊電流流過低壓繞組，流過三相繞組的沖擊電流方向相同，大小相等，它們產生的磁通根據干式變壓器的匝數比在高壓繞組中感應出極高的脈沖電位。三相脈沖電位方向相同，幅度相等。由于高壓繞組呈星形連接，中性點不接地，所以高壓繞組中有脈沖電位，但沒有沖擊電流。沖擊電流只在低壓繞組中流動，高壓繞組中沒有相應的沖擊電流來平衡。因此，低壓繞組中的所有沖擊電流都成為勵磁電流，產生大的零序磁通，在高壓側感應出高電位。由于高壓繞組出口端的電位由避雷器的剩余電壓固定，感應電位沿繞組分布，在中性點處幅值較大。所以中性點絕緣容易擊穿。同時層間和匝間的電位梯度也相應增大，可能導致其他部位層間和匝間絕緣擊穿。這種過電壓先先是由高壓來波引起的，然后由低壓電磁感應到高壓繞組，通常稱為逆變換。正變換過電壓。所謂正向轉換過電壓是指當雷電波從低壓線路侵入時，沖擊電流通過配電干式變壓器的低壓繞組，該沖擊電流還根據匝數比在高壓繞組上產生感應電動勢，大大提高了高壓側的中性點電位，增加了高壓側和低壓側之間的電壓梯度 #p#分頁標題#e#
運行經驗和實驗研究表明，只有在絕緣良好的配電干式變壓器高壓側安裝避雷器時，才會發生正反向轉換過電壓引起的雷擊損壞事故。這是因為安裝在高壓側的避雷器對正向或反向過電壓不起作用。正反轉換過電壓作用下的層間梯度與干式變壓器匝數成正比，與繞組分布有關。繞組的頭端、中部和端部可能會損壞，但端部更危險。在低壓側增加避雷器，可以將正向和反向轉換過電壓限制在一定范圍內。(3)高低壓側分別接地。這種保護方式的接線是高壓側避雷器單先接地，低壓側不裝避雷器，低壓側中性點與干式變壓器金屬外殼連接在一起，與高壓側接地分開接地。研究表明，該保護方法利用大地對雷電波的衰減作用，可以基本消除逆變換過電壓，而當低壓側接地電阻由10降至2.5時，高壓側的正變換過電壓可以降低40%左右。如果低壓側接地體處理得當，可以消除正向轉換過電壓。這種保護方式簡單經濟，但對低壓側接地電阻要求較高，具有一定的推廣價值。配電干式變壓器有多種防雷措施。除上述外，配電干式變壓器的鐵芯上還安裝有平衡繞組，以抑制正向和反向轉換過電壓；在干式配電變壓器中安裝金屬氧化物避雷器等。3配電干式變壓器防雷措施的應用通過以上分析可以看出，各種防雷措施各有特點，各地應根據雷暴日雷電活動強度合理選擇合適的防雷措施。(1)在平原等少數雷區，配電干式變壓器年損壞率較低，只能在配電干式變壓器高壓側安裝避雷器。(2)一般雷電天氣，建議在配電干式變壓器的高低壓側均安裝避雷器。(3)在許多雷場，單先采取某種防雷措施往往是無效的。應采取綜合防雷措施，即安裝在高壓側的避雷器單先接地，低壓側避雷器、低壓側中性點和干式變壓器金屬外殼連接在一起單先接地。(4)在重雷區，特別是配電干式變壓器年損壞率高的地區，在綜合防雷措施未收到良好的防雷效果后，根據技術經濟比較，應在配電干式變壓器的鐵芯上安裝平衡繞組(即采用新的避雷器)，或在配電干式變壓器中安裝平衡繞組。
變壓器內部安裝金屬氧化物避雷器。4 結論 配電干式變壓器的防雷措施多種多樣，各地配電干式變壓器安裝地點實際情況又不盡相同。因地制宜，合理地選擇防雷保護措施，并重視和加強配電干式變壓器的運行管理，定能收到提高配電干式變壓器防雷保護的效果。 來源：中電力資料網
