開關(guān)電源對配電變壓器的接地及防雷的分析


    配電變壓器是普遍運用的要害電力設(shè)備,配電變壓器防雷是一個首要的課題。全國因為雷擊而損壞的配電變壓器超越1%,多雷區(qū)可達5%.雷擊不光帶來配電變壓器及電氣設(shè)備的損壞,還也許導(dǎo)至大面積的停電事端。配電變壓器的防雷作用首要由以下幾個方面來決議:(1)避雷器;(2)接地方法;(3)接地電阻的巨細。因為避雷器是一個器件,首要是質(zhì)量疑問,這兒不評論。咱們首要評論接地方法和接地電阻疑問。
  1配電變壓器的接地方法配電變壓器一般選用兩種接地方法:一種是配電變壓器選用高壓避雷器引下線,變壓器低壓側(cè)中性點、零線及變壓器外殼銜接在一起一起接地方法。
  這種接地方法簡稱為0P接地方法。
  另一種接地方法,電力變壓器選用篼壓避雷器引入接地樁接地,變壓器低壓側(cè)中性點、零線及變壓器外殼銜接在一起,經(jīng)過另一接地樁接地。這種接地方法簡稱為NP接地方法。
  NP銜接方法以上是配電變壓器一般選用的兩種接地方法。
  下面剖析兩種接地方法對防雷擊的不一樣影響。
  2兩種接地方法對防雷擊的不一樣影響2.1對雷擊進程的剖析當(dāng)輸電線遭受雷擊時,雷云所帶的很多電荷(設(shè)為正電荷)經(jīng)過放電途徑落到輸電線上,很多的自由電荷向輸電線兩頭傳達,在輸電線上導(dǎo)致沖擊電壓波,稱為雷電波。雷電波向輸電線兩頭傳達的速度挨近光速。雷電波的波形圖如圖(3)所示:雷電波繼續(xù)的時刻只要幾十微秒,而電壓由零上升到最大值的時刻只要幾微秒。雷電波能夠看成頻率極高的周期波(這個電壓波能夠由傅立葉級數(shù)分解為基涉及一系列的諧波)。當(dāng)過電壓波抵達變壓器出線端時,相當(dāng)于給變壓器上一個頻率極高的篼電壓。這一瞬變進程很快,在高頻下,變壓器的很大,而l/toc比較。–為匝間電容和線圈對地電容)。
  假定變壓器篼壓端的避雷器呼應(yīng)滿足快,而接地電阻滿足小的話,雷電波能夠經(jīng)過接地線引人地下。
  但因為接地方法不一樣和接地電阻不能達到抱負狀況的因素,很有也許擊穿變壓器,形成變壓器雷擊損壞。下面先對接地方法進行剖析。
  0P接地維護方法的剖析0P接地方法如圖(1)所示。選用高壓避雷器引下線,變壓器低壓側(cè)中性點零線及變壓器外殼銜接在一起一起接地方法。當(dāng)雷電波突擊時,使篼壓側(cè)避雷器動作,雷電流經(jīng)過接地電阻在接地電阻上發(fā)作一個高頻振動的沖擊電壓,這個電壓一起加在配電變壓器低壓繞阻和低壓線路上,因為低壓線路的阻抗僅為400500歐姆,故該電壓大多數(shù)加在低壓繞阻上,經(jīng)過變壓器鐵芯的電磁耦合,在高壓繞阻上會發(fā)作200-350KV的過電壓,損壞高壓繞阻。此外,因為該過電壓是從篼壓繞阻中性點向繞阻首端傳遞,高壓避雷器不能維護坐落在它前面的繞阻,形成高壓繞阻的損壞。0P維護方法,其耐雷水平低,當(dāng)接地電阻為10歐姆,流過避雷器的電流大于500A時,變壓器的高壓繞阻絕緣會被擊穿。
  NP維護方法的剖析NP維護方法見圖(2)所示,是將高壓避雷器的引下線獨自接地。低壓繞阻中性點零線和外殼銜接在―起經(jīng)過壓敏電阻接地。
  2.3.1消除逆改換電壓NP維護方法利用大地對雷電波的衰減作用可根本消除逆改換過電壓。由下式可求出距接地體k處的電位:2吐其間:p為土壤的電阻率;L為接地體的水平長度;h為接地體的筆直長度;I為走漏雷電流的巨細;X為距接地體的間隔。
  因為接地體2的存在將使地中的電場分布發(fā)作畸變,接地體2處的電位比上式求出的i值下降至20%擺布,故逆改換過電壓不能對變壓器形成損壞。因為將篼低壓體系阻隔,篼壓側(cè)的雷電波無法經(jīng)過接地體人侵至低壓繞阻及低壓網(wǎng)絡(luò),不會發(fā)作逆變過電壓。
  2.3.2減小正改換電壓當(dāng)雷電波抵達變壓器時,變壓器初、次級繞阻都會在外加電壓作用下,經(jīng)過變壓器的次級繞阻的沖擊電流按變比感應(yīng)出電動勢,而使篼壓繞阻的中性點電壓升篼。但因為初、次繞阻接避雷器接地,次級繞阻經(jīng)過壓敏電阻接地確保兩接地電阻在一定的規(guī)模以內(nèi)(大于4歐姆),則根本能夠減小40%的正改換電壓。
  3接地電阻的巨細對防雷作用的影響接地電阻對防雷作用的影響很大,假如變壓器的容量大于100KVA,則接地電阻請求小于4歐姆。假如接地電阻大于4歐姆,泄放電流(3000A;波頭為1的斜角波)在接地電阻上發(fā)作一個很高的電壓。這個電壓會感應(yīng)在低壓繞阻和低壓側(cè)的電器上,形成變壓器及低壓電器的損壞。關(guān)于有些在高電阻率的土壤地帶,為能下降接地電阻,一般選用如下辦法:(1)是延伸水平接地體,擴展接地網(wǎng)面積;(2)是在接地坑內(nèi)填充長效化學(xué)降阻劑。經(jīng)過以上辦法確保接地體電阻小于等于4歐姆。
  經(jīng)過以上的剖析,對變壓器的接地方法咱們能夠得出這么的定論:(1)選用NP的接地方法,能夠削減雷擊對變壓器形成的損壞(有材料顯現(xiàn),在多雷區(qū)配電變壓器的年損壞率從5%7%下降至1%擺布);⑵要確保接地電阻小于4歐姆;(3)能夠在低壓側(cè)再加上避雷器和壓敏電阻器以確保低壓側(cè)的電氣設(shè)備。

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