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配電變壓器防雷措施的改進

類型：	【軟件】	上傳：	2012-12-8 15:41:13	大小：	121KB
說明：	摘要：文章分析了當前配電變壓器存在的問題，討論了正、逆變換過電壓產(chǎn)生的原因。針對抑制正、逆變換過電壓，強調(diào)了接地電阻在配電變壓器防雷中的重要性，并提出了改進措施。 　　關(guān)鍵詞：配電變壓器；防雷保護；逆變換過電壓；改進措施 　　配電變壓器受雷電波侵害不僅給供電企業(yè)帶來極大的經(jīng)濟損失，而且嚴重影響供電可靠性。為防止雷電波對配電變壓器的侵害，保證配電變壓器安全運行，文章對配電變壓器遭受雷擊后產(chǎn)生過電壓的機理進行了分析，提出了一些改進方法。 　　圖1中，保護變壓器的避雷器安裝在高壓側(cè)，與低壓側(cè)中性線變壓器金屬外殼連接在一起，同用一個接地體接地。當雷落于高壓側(cè)線路時，流經(jīng)避雷器的雷電流Ibl在接地體R上形成壓降Uch=RIbl。因配電變壓器低壓線圈中性點與配電變壓器外殼是相連的，此壓降就作用在低壓線圈和所連低壓線路上。因低壓線圈波阻比低壓線路波阻大得多，此壓降U的絕大部分電壓都加在低壓線圈上。配電變壓器低壓側(cè)沒有避雷器保護，通過高、低壓線圈的電磁耦合作用將按配電變壓器變化比例，在高壓線圈上產(chǎn)生一個很高的過電壓(稱為反變換過程) ，使高壓線圈絕緣損壞。這種引起高壓側(cè)中性點過電壓的現(xiàn)象叫“反變換”過電壓〔1〕。 　　綜上所述，造成雷擊配電變壓器事故的主要原因是正、逆變換過電壓。 　　2 改進的防雷保護措施 　　配電變壓器遭受雷擊時，雖然高壓側(cè)的避雷器正確動作，但常常仍免不了被損壞。由上面的分析可知，究其根本原因是在避雷器動作后配變本身產(chǎn)生正、逆變換過電壓所致。因此如何限制產(chǎn)生正、逆變換過電壓成為配電變壓器防雷的關(guān)鍵。 　　2.1 低壓側(cè)安裝避雷器 　　雷電波從低壓側(cè)侵入配變時，由于沒有避雷器的保護，雷電波直接侵入低壓繞組，導致低壓繞組中性點電位偏移，從而按電磁感應(yīng)定律以變比的倍數(shù)升高到高壓側(cè)，使其電位高出額定值的十幾倍，大大的威脅著配變的絕緣。由此可見，配電變壓器低壓側(cè)沒有裝設(shè)避雷器保護是配電變壓器產(chǎn)生正變換過電壓，從而被雷擊壞的主要原因。因此，為了有效地限制正變換過電壓，可以在低壓側(cè)也安裝避雷器。一旦雷擊低壓線路或低壓線路有感應(yīng)過電壓時將起到保護作用，同時還能有效地限制低壓線圈兩端的過電壓值，保護配電變壓器高、低壓線圈的絕緣，防雷效果十分顯著。 　　2.2 降低接地電阻及縮短接地引下線 　　由以上分析知，當雷擊配電變壓器高壓側(cè)時，避雷器動作后，作用在避雷器上的電壓由三部分組成，一部分是避雷器動作后的殘壓，這個值只與避雷器本身的特性有關(guān)，可通過選擇殘壓較小的避雷器來降低這個值；第二部分就是流過避雷器的雷電流在入地時，由于有接地電阻的存在，所以在接地電阻上就會出現(xiàn)與接地電阻大小成正比的電壓；第三部分是由于接地引下線自身的電感帶來的壓降。因此，最后作用在高壓側(cè)的電壓為三部分的疊加，如(1)式所示：　　 ? 　　  　　式中：Ub——作用在配電變壓器高壓側(cè)的電壓，kV； 　　Rch——配電變壓器接地裝置的接地電阻，Ω； 　　iL——流過避雷器的雷電流，kA； 　　L——接地引下線的電感。 　　由式(1)知要降低總電壓的值，可以從三方面考慮。首先降低Uc，但Uc的值只與避雷器本身因素有關(guān)，因此在選定了避雷器的種類與型號后，這個值就確定了，一般變化比較小。所以只能從后兩個方面來考慮降低總電壓Ub。其一就是雷電流在接地電阻上產(chǎn)生的壓降 RchiL，這是造成總電壓Ub過高的主要原因，也是造成很多農(nóng)村電網(wǎng)中配電變壓器雷害事故的直接原因。按規(guī)程規(guī)定，配電變壓器的接地電阻應(yīng)滿足下面的要求：①容量在100KA以下配變接地電阻值不應(yīng)10Ω；②容量在100KA及以上配變接地電阻不應(yīng)4Ω。 　　但是，由于配電變壓器的接地裝置往往受到安裝地點的環(huán)境、土壤電阻率、銹蝕情況以及埋設(shè)中的人為因素的影響，其接地電阻往往嚴重超標。特別是在山區(qū)高土壤電阻率地區(qū)，接地電阻的值都在幾十歐甚至上百歐，大大地超過了規(guī)程的要求范圍。接地電阻往往都在50Ω以上，接地裝置大都只是一根鋼管打入地下作為垂直接地極，沒有采用其他任何降阻措施，造成接地電阻普遍偏高。為了有效地降低接地電阻，采用人工接地體，可以在有垂直接地極的基礎(chǔ)上再鋪設(shè)幾根水平放射狀接地極，且接地極之間應(yīng)有可靠的連接，一般都用焊接，而不用細鐵絲擰緊，焊接不能有虛焊或假焊 〔3〕。另外，如果還可以充分利用自然接地體來降阻。在選擇材料時，對垂直接地極可采用直徑大于4mm的厚角鋼，水平接地極可采用直徑不小于6mm的圓鋼和扁鋼。其二就是由接地引下線自身電感產(chǎn)生的電壓L 　　 ? 　　3 結(jié)束語 　　配電變壓器雷害事故的原因主要是由于防雷保護上存在缺陷，較常見的是在低壓側(cè)缺少必要的防雷保護措施。其次就是接地上存在比較嚴重的問題即接地電阻值偏高以及接地引下線太長等。除對配電變壓器的防雷措施方面進行改進，選擇較合適的、全面的防雷保護措施外，重視和加強配電變壓器的日常運行管理也尤為重要。  　　[參考文獻] 　　[1] 勝鴻，郁青，朱偉.雷電波侵害配電變壓器的機理及防雷措施[J]. 供用電，2004，(6). 　　[2] 李景祿.關(guān)于中壓電網(wǎng)防雷保護現(xiàn)狀的分析與探討[J].電瓷避雷器，2003 ，(4). 　　[3] 李景祿.實用電力接地技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2002，(1).  　　[4] 陳國權(quán)，唐桂坤，陽一雄.防城港市配電變壓器的防雷保護[J]，2003，(2) .

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