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   配電變壓器防雷措施的改進

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【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、逆變換過電壓產生的原因。針對抑制正、逆變換過電壓，強調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帶來極大的經濟損失， 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， 與低壓側中性線變壓器金屬外殼連接在一起， 同用一個接地體接地。當雷落于高壓側線路時，流經避雷器的雷電流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。這種引起高壓側中性點過電壓的現象叫“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生正、逆變換過電壓所致。因此如何限制產生正、逆變換過電壓成為配電變壓器防雷的關鍵。 　　2.1 低壓側安裝避雷器 　　雷電波從低壓側侵入配變時，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，從而按電磁感應定律以變比的倍數升高到高壓側，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，配電變壓器低壓側沒有裝設避雷器保護 是配電變壓器產生正變換過電壓，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，可以在低壓側也安裝避雷器。一旦雷擊低壓線路或低壓線路有感應過電壓時將起到 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，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，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，也是造成很多農村電網中配電變壓 器雷害事故的直接原因。按規程規定，配電變壓器的接地電阻應滿足下面的要求：①容量在100KA以下配變接地電阻值不應10Ω；②容量在100KA及以上配變接地電阻不應4Ω。 　　但是，由于配電變壓器的接地裝置往往受 到安裝地點的環境、土壤電阻率、銹蝕情況以及埋設中的人為因素的影響，其接地電阻往往 嚴重超標。特別是在山區高土壤電阻率地區，接地電阻的值都在幾十歐甚至上百歐，大大地 超過了規程的要求范圍。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上再鋪設幾根水平放射狀接地極，且 接地極之間應有可靠的連接，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生的電壓L 　　 ? 　　3 結束語 　　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.關于中壓電網防雷保護現狀的分析與探討[J].電瓷避雷器，2003 ，(4). 　　[3] 李景祿.實用電力接地技術[M].北京：中國電力出版社，2002，(1).  　　[4] 陳國權，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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