变压器内部过电压.doc

变压器内部过电压 变压器运行中产生的过电压在变压器中破坏绝缘有两种 情况：一是击穿绕组之间、绕组与铁芯之间或绕组与油箱之间 的绝缘，造成绕组短路或接地；二是在同一绕组内将与匝间或 段与段间的绝缘击穿，造成匝间短路。　 内部过电压 内部过电压是由电网内部能量转化或传递过程中产生 的，其幅值与电网的额定电压成正比关系，是超高压电网中危 害较大的过电压，主要有两种 切除空载变压器产生的操作过电压， 空载变压器在正常运行时表现为一激磁电感　实验研究表明：切断100A 以上的电流时，开关触头的电弧通常都是在工频电流自然过 零时熄灭的，此时等值电感中储藏的磁场能量为零，在切除过 程中不会产生过电压。但在切除空载变压器时，由于激磁电流很小，一般只有额定电流的 0.5％ ～ 4％ ，而开关中的去游离作用又很强，故当电流不为零时就会发生强制熄弧的切流 现象。这样电感中储藏的能量就将全部转变为电场能量，从 而产生这种切除空载变压器过电压。 图1 切断空载变压器时等值电路 在未断开前，电路在工频电压作用下，开关中流过的电流i为变压器空载电流iL与寄生电容CB中电流iC的向量和，因CB很小，可略去，即i=iL+iC≈iL，断路器在工频电流自然过零时熄灭电弧，这时电感上的电压UL和电容上电压UC都恰好是工频电压最大值，熄弧时刻电感中磁能等于零，电容不可能从其它方面再得到能量，故电容上电压最大值不超过工频电压。但在切断空载变压器中，由于激磁电流很小，一般只是额定电流的1-4%，主断路器切断小电流时开关中去流离作用很强，会在电流不为零时发生强制熄弧的截流现象（如图2）。 图2 截流现象 被截断时iC的瞬时值为i0，这时电感中贮存的能量将全部转变为电能，它将对CB充电，使电容上电压急剧上升。电容上电压上升(其数值决定于电感中的磁场能量)，当其全部磁场能量转变为电容上的电场能量时，电容上电压便达最大值。电感电容上的电压相等，略去截流时电容上的能量。UCmax= i0(i0为被截断时iL的瞬时值，为变压器的特性阻抗)，由此可见，截流瞬时值的电流i0愈大，变压器激磁电感LB愈大，则磁场能量愈大，使目样的磁场能量转化到电容上，可以产生更高的过电压，一般情况下，i0虽不大，只有几安到几十安，可是变压器的特性阻抗很大，达几万欧，因而造成很高的过电压。 断路器性能对切断空载变压器过电压的影响 由于切断空载变压器过电压与截流值成正比，因此截断电流愈大，过电压就愈高，断路器的截断电流主要由下列因素决定。 1、断路器的开断性能 断路器的开断电流Ik增大时，截断电流Ij递增率却愈来愈小；开断电流较小时，截断电流也很小，过电压不会太高，近代高压变压器采用高质量的冷轧硅钢片作铁芯，空载时励磁电流很小，一般只有额定电流的0.5%左右，切断空载变压器时，过电压不高，发生事故的可能性极小，而采用普通硅钢片的旧式变压器，其励磁电流甚至可达额定电流的5%?,截断电流较大，因而多造成过电压事故。 2、断路器切断小电流电弧的性能 对于某一类型的断路器来说，最大可能截断的电流有一定的限度，而且基本保持恒定。少油断路器允许的截断电流比较大，可达几十安，SF6断路器和真空断路器的截断电流较小，一般在几安以下，当允许的截断电流大于励磁电流时，则截流发生在励磁电流的幅值处因而产生较高的过电压。随着励磁电流的增大，截流时刻推迟若励磁电流很大，则将在励磁电流的零点附近,甚至到通过零点时才断开,过电压将降低或不发生。若励磁电流很小,则即便在电流幅值时截断,也不会产生很高的过电压。所以，在某一励磁电流数值下会有较大的截流数值，因而对应最高数值的过电压。 3、油断路器在小励磁电流灭弧能力较弱，截断电流较小，过电压倍数也低，而切断小电流电弧性能好的真空断路器，由于截流能力强，切空变压器过电压就较高。在较大励磁电流励磁电流时，由于两种断路器的灭弧能力差不多，所以过电压倍数几乎相同。 4、断路器重燃的影响，在断路器切断变压器过程中，由于开断的变压器侧有很高的过电压，而电源侧是工频电源电压，因此当触头间分开的距离还不够大时，在较高的恢复电压作用下，可能发生重燃。在重燃过程中.变压器侧的能量要向电源释放,可使其减少,因而降低了过电压幅值。相对少油断路器与SF6断路器比较而言，少油断路器的分闸时间较SF6断路器长，分断速度慢，重燃次数 ，因而相比较产生的过电压幅值较小。 断路器重燃能使切断空载变压器过电压降低，但同时与提高断路器的断流总量和限制节断空载线路过电压对断路器性能的要求是矛盾的，然而，断路器的主要使命是切断短路故障，所以在断路器选配上还应力求提高触头间的灭弧强度，以增大其断流容量为主。 结论??????对切断空载变压器所产生的过电压，因其有频率高，持