電氣工程師輔導(dǎo)資料:電壓對(duì)變壓器的危害

　　變壓器過電壓有大氣過電壓和操作過電壓兩類。操作過電壓的數(shù)值一般為額定電壓的2——4.5倍，而大氣過電壓則可達(dá)到額定電壓的8—12倍。變壓器設(shè)汁的絕緣強(qiáng)度—般考慮能承受2.5倍的過電壓。因此超過2.5倍的過電壓，不論哪—種過電壓都有可能使變壓器絕緣損壞。變脹器內(nèi)部的電壓分布受電壓的頻率和變壓器的電阻、感抗、容抗的影響有很大差異，在工頻電壓情況下容抗是很大的，由它構(gòu)成的電路相當(dāng)于斷路，因此，正常情況下變壓器內(nèi)部電壓分布只考慮電阻和電感就可以了，其分布基本均勻的。大氣過電壓或操作過電壓基本是沖擊波，由于沖擊波的頻率很高，波前陡度很大，波前時(shí)間為1.5μs的沖擊波其頻率相當(dāng)于160kHz，因此，在過電壓沖擊波的作用下，變壓器容抗很小，對(duì)變壓器內(nèi)部電壓的分布影響很大。沖擊波作用于變壓器繞組時(shí)的危害可分成起始瞬間和振蕩過程兩個(gè)階段來說明。

　　(1)起始瞬間。當(dāng)t=0時(shí)，繞組的電容起主要作用，電阻和電感的影響可以忽略不計(jì)。當(dāng)沖擊波一進(jìn)入高壓繞組，由于有對(duì)地電容的存在，繞組每一匝間電容流過的電流不同，起始瞬間的電壓分布使繞組首端幾匝間出現(xiàn)很大的匝間電壓，因此，頭幾匝的線圈間的絕緣受到嚴(yán)重威脅，最高的匝間電壓可達(dá)額定電壓的50～200倍。

　　(2)振蕩過程。當(dāng)t>0時(shí)，從起始電壓分布過渡到最終電壓分布的這個(gè)階段，有振蕩現(xiàn)象。在此過程中，起作用的不僅有電容，而且還有電感和電阻，在繞組不同的點(diǎn)上將分別在不同時(shí)刻出現(xiàn)最大電位(對(duì)地電壓)。繞組不同點(diǎn)出現(xiàn)的對(duì)地電壓可升到2倍的沖擊波電壓值，繞組對(duì)地主絕緣有可能損壞。繞組上的電壓分布均勻與否和繞組對(duì)地電容和匝間電容的比值大小有關(guān)，比值越小繞組上的電容分布越均勻。

　　為了防止過電壓損壞變壓器，首先安裝避雷器，不使超過繞組絕緣強(qiáng)度的電壓幅值作用到繞組上;其次在110kV及以上的變壓器上加裝靜電屏、靜電極，采用糾結(jié)式線圈等改善匝間電容，盡量使起始電壓和最終電比分布均勻，并在t=0～∞其間不產(chǎn)生振蕩。

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