電氣工程師輔導資料:電壓對變壓器的危害

　　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到額定電壓的8—12倍。變壓器設汁的絕緣強度—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，波前時間為1.5μs的沖擊波其頻率相當于160kHz，因此，在過電壓沖擊波的作用下，變壓器容抗很小，對變壓器內(nèi)部電壓的分布影響很大。沖擊波作用于變壓器繞組時的危害可分成起始瞬間和振蕩過程兩個階段來說明。

　　(1)起始瞬間。當t=0時，繞組的電容起主要作用，電阻和電感的影響可以忽略不計。當沖擊波一進入高壓繞組，由于有對地電容的存在，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重威脅，最高的匝間電壓可達額定電壓的50～200倍。

　　(2)振蕩過程。當t>0時，從起始電壓分布過渡到最終電壓分布的這個階段，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，在繞組不同的點上將分別在不同時刻出現(xiàn)最大電位(對地電壓)。繞組不同點出現(xiàn)的對地電壓可升到2倍的沖擊波電壓值，繞組對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地電容和匝間電容的比值大小有關，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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