变压器传递过电压故障及防护探究

变压器传递过电压故障及防护探究

高东

（国网辽宁省电力有限公司营口供电公司辽宁大石桥115100）

摘要：电压故障对用电安全会构成极大的威胁，对于变压器传递过电压故障来说，危害性较大，会致使电气设备出现损坏，还会导致大范围的停电事故。本文在改善电力系统过电压的基础上，进一步分析了变压器传递过电压故障，并探究了变压器传递过电压故障防护思路及策略，希望以此为变压器传递过电压故障的有效解决提供一些具有价值的参考建议。

关键词：变压器；传递过电压故障；防护思路；策略

我国是用电大国，从电力企业角度而言，确保用电、供电的安全性以及可靠性非常关键。但是，从实际工作来看，还存在诸多的用电、供电故障[1]。对于变压器传递过电压故障来说，便是较为常见的一类故障。因此，针对此类故障便需要采取有效的防护措施，以此提高电压设备的安全运行水平。鉴于此，本文对“变压器传递过电压故障及防护”进行探究意义重大。

1.电力系统过电压概述

对于电力系统过电压来说，主要有三类：其一，雷电过电压；其二，操作过电压；其三，谐振过电压。对于上述三类过电压来说，谐振过电压基于正常运行操作过程中发生的几率更高，且危害程度更大。一旦出现过电压故障，会引发一系列故障，较为常见的有：电气设备损坏、大范围停电等，这些故障的发生会进一步使电力系统的可靠安全运行受到影响。以某水电厂的变电站为例，出现过主变压器低压侧绝缘子放电故障以及主变压器低压避雷器爆炸故障，这两类故障的发生致使发生了主变跳闸的严重故障[2]。针对此类故障，采取了介质损耗因数试验仪，进一步完成了电容传递过电压试验，结果显示：主变有从66kV系统朝低压绕组传递的过电压。从此实例不难看出，变压器传递过电压故障的出现会对电压器设备的安全、稳定运行产生很大程度的影响。从安全运行角度考虑，在对其故障进行分析的基础上采取有效防护策略非常关键。

2.变压器传递过电压故障分析

在上述分析过程中，认识到需加强对变压器传递过电压故障的分析。根据上述提到的实例，下面进行故障分析：

2.1故障分析

对于上述提到的变电站来说，其主变是三绕组结构，发电机通过变压器的低压绕组朝220kV系统与66kV系统地方系统进行供电。对于其发电机来说，基于系统当中通常会有调峰运行。而在发电机停止运行的情况下，220kV系统会通过主变向此地区66kV系统进行电能的转供，严格意义上这属于一种正常的运行模式。但是，此类运行模式潜在主变从66kV系统朝低压绕组传递过电压的危害。其中，过电压发生是存在一定条件的，即：66kV系统会有高幅值得零序电压发生。上述提到的变压器低压侧避雷器爆炸事故，便是处于此地区66kV系统当中，1条线路的一相导线接地形成了38kV稳态零序电压，向变压器低压侧传递后所发生，进一步使主变发生跳闸。此外，对于绝缘子放电来说，是所产生的过电压向主变低压侧传递，进而导致绝缘子绝缘薄弱位置出现放电故障。

2.2防护基本原则

由于变压器传递过电压危害颇高，因此有必要对此主变实施有效防护措施，从而使过电压的发生得到有效避免。从实际工作角度来看，首先需明确防护基本原则。其主要原则为：一方面，确保主变传递过电压得以有效消除，并对发电机消弧线圈的分接位置进行合理调整，这主要是附加的电容器使发电机系统的电容电流有所加大。另一方面，因为发电机暂停运行的情况下，会有变压器低压侧故障发生。因此，需对变压器侧潜在问题进行分析，比如其电压互感器铁心是不是有铁磁谐振等故障存在。总之，针对变压器传递过电压故障，需在分析其原因的基础上，明确防护基本原则。

3.变压器传递过电压故障防护思路及策略探究

针对变压器传递过电压故障，一方面需具备基本的防护思路，另一方面需实施具体的防护策略。涉及的研究内容如下：

3.1防护思路

首先，针对主变电容传递过电压来说，其防护主要思路为：基于主变电压侧加装一组电容器，以此使传递系数得到有效降低，进而使传递至低压侧的过电压能够得到有效降低。有了此种思路后，进一步需对电容传递过电压进行分析，并进行相应的试验验证，其中的实测主变电容参数参照DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》相关标准[3]。通过分析计算，初步了解致使避雷器爆炸的原因。其次，需对电容传递过电压保护策略进行验证，并优化选取电容器的熔断器。对于熔断器来说，能够对系统的可靠安全运行加以保护。在电容器绝缘故障发生的情况下，会致使电容器熔断，此时需要将存在故障的电容器退出，以此使故障的扩大得到有效避免。例如：如果电容器保护用的熔断器适合选取工作电流为2.5A的，那么如果电容器当中通过的故障电流达至2.5A，则会产生动作，此时故障电容器便会安全退出。

3.2防护策略

针对变压器传递过电压故障，在具备明确的防护思路之后，需实施有针对性的防护策略，具体策略如下：

（1）加装电容器组。对于处于变压器低压母线侧的电压互感器，当发电机没有运行的情况下，若传递过电压，或者基于母线上有不太稳定的单相接地故障发生，便可能会有铁磁谐振出现，这样进一步容易对一些电气设备的绝缘产生影响，比如互感器设备等。针对此类情况，便有必要加装电容器组，使传递过电压幅值得到有效控制，进一步使传递过电压致使铁磁谐振的情况的发生得到有效避免。

（2）更换电压互感器。通过对电压互感器伏安特性数据进行测量，发现系统容易有铁磁谐振故障发生。在应用工作电压10kV的电压互感器的条件下，便不会有铁磁谐振发生。所以，可以更换变压器低压侧10kV系统的电压互感器，这样便能够使铁磁谐振的发生得到有效避免。

（3）做好发电机消弧线圈的消谐试验。在进行发电机消弧线圈的消谐试验过程中，需做好两大方面的工作：一方面，测量发电机系统的电容电流；另一方面，测量消弧线圈实际分接部位的电抗值。并且，需要明确以发电机单相接地的直接测量法进行测量工作。除此之外，为使发电机单相接地的电路得到有效控制，通常情况下，在发电机的中性点均会有消弧线圈补偿发电机的电容电流接入，确保接地电流≤3.0A，以此使接地电流对发电机铁心的损坏得到有效减弱，进而使检修工作负荷有效减轻。

4.结语

通过本文的探究，认识到变压器传递过电压故障需及时解决，以此确保电力设备运行的可靠性及安全性。具体的防护措施为：（1）加装电容器组；（2）更换电压互感器；（3）做好发电机消弧线圈的消谐试验。相信针对变压器传递过电压故障，采取相应的防护措施，能够使传递过电压得到有效限制，进而为变电站电力设备的安全可靠运行奠定尤为坚实的基础。

参考文献：

[1]周浩,李杨,沈扬,万亦如,陈光,孙可.架空线对入侵超高压变压器的特快速暂态过电压波前陡度的限制[J].高电压技术,2013,04:943-950.

[2]程文锋,喇元,彭发东,胡贤德,周浩,施纪栋.配电变压器“双地网”防雷有效性研究[J].能源工程,2014,01:52-56.

[3]黄华,代静,刘勇,王炎.GIS电压互感器的传递过电压试验研究[J].电测与仪表,2014,12:1-6.