某電廠廠內(nèi)補(bǔ)給水升壓干式變壓器，過流保護(hù)動(dòng)作（電流動(dòng)作整定值為32.7A），開關(guān)跳閘；拉開補(bǔ)給水升壓變低壓側(cè)開關(guān)至檢修位，測量電纜絕緣為：相對地800MΩ相間為1500MΩ；拉開補(bǔ)給水降壓干式變壓器低壓側(cè)開關(guān)至檢修位，測量補(bǔ)給水升壓變高壓側(cè)絕緣為：相對地0.95MΩ，相間為0MΩ；同時(shí)線路進(jìn)行了巡線檢查，線路瓷瓶未見異常，對線路重點(diǎn)部位線桿組織人員進(jìn)行了登桿檢查未見異常，對線路進(jìn)行單先絕緣檢查相對地200MΩ相間為200MΩ。檢查干式變壓器過程中發(fā)現(xiàn)補(bǔ)給水升壓干式變壓器高壓側(cè)B相套管有油滲出，且干式變壓器壓力釋放閥動(dòng)作，有油滲出。對補(bǔ)給水升壓干式變壓器高壓側(cè)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，電壓升至4kV時(shí)，一次電流迅速增加至30A，說明高壓繞組對地有擊穿現(xiàn)象。經(jīng)分析確認(rèn)為此干式變壓器線圈已經(jīng)損壞。在事故發(fā)生時(shí)，該地區(qū)為雷雨天氣，且雷電很強(qiáng)，雷電波侵入干式變壓器及線路，并在其中傳播，由于落雷點(diǎn)距離廠區(qū)較近，雷電波造成廠內(nèi)的補(bǔ)給水升壓干式變壓器過電壓，使干式變壓器損壞。對避雷器進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果合格。以下就雷電波侵入，造成干式變壓器過電壓燒損的原因進(jìn)行分析：雷電侵入升壓干式變壓器，一方面經(jīng)干式變壓器高、低壓繞組間電容及繞組對地的電容間的耦合，傳遞電壓可用公式近似表示為u2≈u1c12/(c12+c2)其中：u2—低壓繞組的傳遞過電壓，u1—高壓繞組的沖擊電壓（殘壓），c12—高低壓繞組間的電容，c2—低壓繞組的對地電容。由于是雙繞組干式變壓器，其c2較大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于c12，所以u2＜u1，顯然從干式變壓器低壓側(cè)侵入雷電波時(shí)，不能對高壓繞組的絕緣構(gòu)成危害。如果雷電波從高壓側(cè)侵入，高壓側(cè)有避雷器保護(hù)，也不會(huì)造成高壓繞組絕緣損壞。另一方面，由于繞組內(nèi)電感作用，雷電侵入波在升壓干式變壓器內(nèi)按繞組的變比傳遞，其近似公式可表示為u2≈qu1/n其中：u2—低壓繞組的傳遞過電壓，u1—高壓繞組沖擊電壓（殘壓），n—高低壓繞組線電壓之比，q—其值取決于高壓側(cè)所加的沖擊電壓波形（殘壓）與低壓回路的電氣參數(shù)，通常取1.3。由于干式變壓器低壓繞組其沖擊耐壓與額定相電壓之比較高壓繞組大很多，即低壓絕緣裕度較大。在雷電沖擊波從高壓繞組進(jìn)入，高壓繞組可以耐受的電壓（加避雷器保護(hù)）按變比傳遞至低壓側(cè)時(shí)，對低壓繞組不會(huì)產(chǎn)生危害。因此，只有在低壓繞組時(shí)進(jìn)波時(shí)，有可能在高壓繞組中引起危險(xiǎn)，它往往成為干式變壓器在低壓側(cè)線路遭受雷擊時(shí)發(fā)生高壓繞組絕緣擊穿事故的原因。所以，通常采用緊貼每相高壓繞組出線端安裝三相避雷器組對干式變壓器進(jìn)行保護(hù)。從以上分析可知，在干式變壓器高壓側(cè)要安裝避雷器保護(hù)，可以避免干式變壓器被雷擊損壞，現(xiàn)場檢查避雷器完好，那么干式變壓器為什么還是燒損了？侵入的雷電沖擊波在繞組各線圈之間與線圈與地之間的電容、電感不斷地吸收和釋放能量，發(fā)生諧振。（圖1）是沖擊電壓作用下沿繞組軸向長度的電壓分布曲線示意。從圖中可以看出，起始分布與穩(wěn)態(tài)分布不一致，隨時(shí)間變化，在繞組的不同位置出現(xiàn)不同較大電壓，匝間電位差也隨之改變。如果沖擊電壓分布不均勻，使得線圈的局部電壓過高，將超過其耐受能力。另外，侵入波電壓的陡度越陡，繞組的初始電壓分布和穩(wěn)態(tài)電壓分布之間的差異也越大，繞組內(nèi)的振蕩過程將越激列，繞組中各點(diǎn)對地電位和匝間電位差的較大值也越大。當(dāng)較初雷電波侵入干式變壓器，沒有達(dá)到避雷器放電動(dòng)作值時(shí)，這時(shí)加在干式變壓器繞組上的波形是全波。而當(dāng)避雷器放電，加在干式變壓器繞組端部的沖擊電壓是避雷器的殘壓，就是截波（如下圖2）

圖1

圖2所以，由于繞組內(nèi)的振蕩，截波作用下繞組匝間電位差較大值將比全波作用時(shí)更大，會(huì)危及干式變壓器的縱絕緣，為避免線圈端部匝間電位差過高，在應(yīng)用中，干式變壓器線圈一般采用增大縱向電容或在繞組間并聯(lián)避雷器的方式限制過電壓的措施。為了能減少干式變壓器遭受過電壓作用，通過在干式變壓器出線端裝設(shè)避雷器，降低截波幅值，并且避雷器的伏秒特性（電壓變化隨時(shí)間變化的關(guān)系）必須低于干式變壓器的伏秒特性（如圖3）。

圖3經(jīng)驗(yàn)證明，如果干式變壓器雷電耐受電壓與避雷器殘壓之比的安全系數(shù)＞1.4 ，干式變壓器能免耐受雷電過電壓，絕緣不會(huì)被破壞。通過以上分析，該干式變壓器損壞的原因有以下兩種可能：沖擊電壓在繞組上的分布不均勻，使局部電壓過高，造成干式變壓器絕緣薄弱處擊穿損壞；干式變壓器耐受雷電過電壓的安全系數(shù)裕度不夠，避雷器不能正常保護(hù)，造成干式變壓器損壞。措施：1）選用殘壓低保護(hù)性能好的避雷器，降低截波幅值，防止干式變壓器繞組縱絕緣損壞；2） 選用具有良好的伏秒特性的避雷器，并與干式變壓器實(shí)現(xiàn)合理的絕緣配合，當(dāng)雷電侵入波超過某一電壓值時(shí)，避雷器將先于被保護(hù)的設(shè)備放電，使過電壓值得到限制，從而使干式變壓器絕緣得到有效保護(hù)。結(jié)論

 

雷電過電壓或操作過電壓都可以通過輸電線路傳遞給電力設(shè)備，對電力設(shè)備絕緣構(gòu)成危害，所以避雷器與被保護(hù)設(shè)備之間的合理的絕緣配合是很重要的。并且避雷器還應(yīng)有較強(qiáng)絕緣自恢復(fù)能力，當(dāng)過電壓作用過去以后，避雷器又能自動(dòng)切斷泄入大地的工頻短路電流，使電力系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。否則，電力系統(tǒng)將一直處于接地短路狀態(tài)。

 

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