1、變電站變壓器的防雷保護摘要：文章分別對變電站中的三繞組變壓器、自耦變 壓器、配電變壓器以及變壓器中性點的防雷保護進行了詳細 的探討與分析，以供參考。關鍵詞：變電站 變壓器 防雷保護前言：雷電是不可避免的自然災害， 沖擊電流大， 放電時間短， 感應電壓高。據有關統計資料表明，雷擊事故一般占變電站 變壓器事故總數的 3 0 % 以上，并且有逐年上升的趨勢。因 此，提高變壓器的防雷可靠性迫在眉睫。為了防止雷電波對 配電變壓器的侵害，保證配電變壓器安全運行，下面將對常 見的幾種形式的變壓器防雷保護進行分析。1. 三繞組變壓器的保護 當變壓器高壓側有雷電波侵入時，通過繞組之間的靜電 感應和電磁感應，會使

2、低壓側出現過電壓。雙繞組變壓器在正常運行時，高壓側和低壓側的斷路器 一般都是閉合的，兩側都有避雷器保護。所以一側來波在另 一側感應產生的過電壓，不會對繞組絕緣造成損害。三繞組變壓器在正常運行時，可能出現只有高、中壓繞 組工作而低壓繞組開路的情況。此時，當高壓或中壓側有雷 電波侵入時，因處于開路狀態的低壓側對地電容較小，可能 使低壓繞組上的感應過電壓靜電分量達到很高的數值，以致 危害低壓繞組的絕緣，所以有必要考慮保護問題。由于靜電感應過電壓使低壓繞組三相電位同時升高，所 以只要在任一相繞組出口處對地加裝一個避雷器，即可保護 三相繞組。但若變壓器低壓側接有 25m 以上金屬外皮電纜 時，因其對地電

3、容增大，已足以限制靜電感應過電壓，故可 不必再裝避雷器。三繞組變壓器的中壓側雖然也有開路運行 的可能，但其絕緣水平較高，所以除了高中壓繞組的變比很 大的以外，一般都可不必裝設限制靜電感應過電壓的避雷 器。分裂繞組變壓器和三繞組變壓器類似，在運行中同樣可 能有一個分支繞組開路，所以也應在每個分支繞組的任一相 出口處，裝設一個避雷器保護。2. 自耦變壓器的保護 為了減小系統的零序阻抗和改善電壓波形，自耦變壓器 除了高、 中壓自耦繞組外， 還有一個三角形接線的低壓繞組。 在這個低壓繞組上同理應裝設限制靜電感應過電壓的避雷 器。此外，由于自耦變壓器中的波過程有其自己的特點，因 此其保護方式與其他變壓器

4、也有所不同。當幅值為 U0 的侵入波加在自耦繞組的高壓端 A 時，繞 組中電位的起始分布、穩態分布以及最大電位包絡線，都和 中性點接地的單繞組相同。 在開路的中壓端子 A' 上出現的最 大電壓約為高壓側電壓 U0 的 2/k 倍（ k 為高壓側與中壓側的 變比），這可能使處于開路狀態的中壓端套管閃絡，因此在 中壓端套管與斷路器之間應裝設一組避雷器保護。此外，在自耦變壓器的防雷保護中還應注意下述情況： 當中壓側接有出線時，相當于 A' 點經線路波阻抗接地。由于 繞組對沖擊波的阻抗比線路波阻抗大得多，當高壓側有雷電 波襲來時， A'點相當于接地，過電壓主要加在 AA'

5、; 繞組上， 可能使它損壞。同樣，當高壓側接有出線而中壓側來波時， 也如此。 AA' 段繞組愈短（即高中壓的變比愈小）時上述情 況愈危險。因此當變壓比小于 1.25 時，在高壓端 A 和中壓 端 A' 之間還應加裝一組避雷器， 這組避雷器的滅弧電壓還應 大于高壓或中壓側接地短路條件下 AA' 上所出現的最高工頻 電壓。3. 變壓器中性點的保護對于 110kV 及以上的中性點直接接地系統， 由于繼電保 護的需要，可能有一部分變壓器的中性點不接地運行。如果 變壓器中性點的絕緣不是按線電壓設計 （例如 110kV 變壓器 中性點用 35kV 級絕緣， 220kV 變壓器中性點

6、用 110kV 級絕 緣），需在中性點裝設避雷器保護。如果變壓器中性點絕緣 按線電壓設計，但變電站為單進線單臺變壓器運行時，中性 點也需裝設避雷器。這是因為當變壓器三相進波時，中性點 的過電壓可達進線端電壓的 2 倍。中性點避雷器的沖放電壓 應低于變壓器中性點的沖擊耐壓，滅弧電壓應大于因電網一 相接地而引起的中性點電位升高的穩態值，以免避雷器爆 炸。在中性點直接接地的電網中，一相接地時中性點電位升 高的穩態值最大可達最高運行線電壓的 0.35 倍，所以變壓器 的中性點保護可以采用滅弧電壓等于 0.4 倍系統最高運行線 電壓的避雷器。對于 35kV 及以下中性點不接地或不直接接地系統的變 壓器中

7、性點，一般不需裝設保護裝置。4. 配電變壓器的保護 配電變壓器的保護，其高壓側應裝設氧化鋅、閥式避雷 器保護，避雷器應盡可能靠近變壓器裝設，其接地線應與變 壓器的金屬外殼以及低壓側中性點（變壓器中性點絕緣時則 為中性點的擊穿保險器的接地端）連在一起共同接地；并應 盡量減小接地線的長度，以減小其上的電壓降。這樣，避雷 器動作時，作用在變壓器主絕緣上的就主要是避雷器殘壓， 不包括接地電阻的電壓降。這種共同接地的缺點是避雷器動 作時引起的地電位升高，可能危害低壓用戶安全，應加強低 壓用戶的防雷措施。運行經驗證明，如果只在高壓側裝設避雷器，還不能免 除變壓器遭受“正、反變換過電壓”的危害。所謂“反變換

8、” 過電壓是指高壓側線路受到直擊或感應雷擊使避雷器動作 時，接地電阻上的沖擊大電流電壓降，將同時作用在低壓繞 組的中性點上；此時因低壓線路相當于經不大的導線波阻抗 接地，大部分電壓降將加在低壓繞組上，經過電磁耦合，按 變比關系在高壓繞組上感應出過電壓。由于高壓繞組出線端 的電位受避雷器固定，在高壓繞組上感應出的這種過電壓， 將沿高壓繞組分布，在中性點上達到最大值，可能擊穿中性 點附近的絕緣，也會危及繞組的縱絕緣。因此，為了防護上 述正、反變換過電壓，還應在配電變壓器的低壓側加裝氧化 鋅避雷器。參考文獻：1 宋劍白 .配電變壓器防雷措施的探討 J. 煤炭技 術,2007,(06).2 劉明成 .配電變壓器及配電線路設備防雷電襲擊的保 護措施 J.黑龍江科技信息 ,2008, (06).3 馬福,湯李佳 ,彭厲.配