变压器的过电压现象及其保护措施

变压器的过电压现象是指在变压器运行过程中，其端口电压超过了其额定电压的情况。这种过电压现象可能对变压器造成严重的损害，甚至引发危险。

一、变压器过电压现象的分类及原因

变压器过电压主要分为两大类：操作过电压和大气过电压。

1. 操作过电压 ：
   • 定义 ：当变压器或线路上的开关进行合闸或拉闸操作时，由于系统中电磁能量的急剧变化而产生的过电压。
   • 原因 ：开关操作导致系统电磁能量的振荡和积聚，进而在变压器端口产生过电压。
   • 特点 ：一般为额定电压的3～4.5倍，持续时间相对较短。
2. 大气过电压 ：
   • 定义 ：输电线路直接遭受雷击或雷云放电在输电线上感应的过电压。
   • 原因 ：雷电直击或感应放电导致电磁场的猛烈变化，进而在输电线上产生冲击过电压。
   • 特点 ：数值很高，可达额定电压的8～12倍，且绕组中电压分布极不匀称，进线端头部分线匝承受的电压很高。

二、变压器过电压的危害

过电压对变压器的主要危害包括：

1. 绝缘损坏 ：过电压会使变压器的绝缘材料受到严重的电热损坏，甚至击穿。
2. 绕组发热 ：过电压会在变压器绕组中产生电火花和过电流，使绕组发热严重，导致变压器的温升升高。
3. 功率因数下降 ：过电压会引起变压器的功率因数下降，进而影响变压器的传输能力。

三、变压器过电压的保护措施

为了保护变压器免受过电压的损害，可以采取以下措施：

1. 安装过电压保护装置 ：
   • 避雷器 ：在变压器进线端或中性点安装避雷器，可以有效防止雷电过电压和操作过电压对变压器的损害。
   • 其他保护装置 ：如过电压继电器、压敏电阻等，可以迅速检测到过电压情况，并通过短路或其他方式保护变压器。
2. 加强绕组的绝缘 ：
   • 提高绕组的绝缘强度，以承受更高的过电压。
   • 采用特殊的绝缘材料或结构，以提高绕组的绝缘性能。
3. 增大绕组的匝间电容 ：
   • 通过增大绕组的匝间电容，可以分散过电压在绕组中的分布，降低每匝承受的电压。
4. 采用中性点接地系统 ：
   • 在中性点接地系统中，当发生单相接地故障时，可以迅速将故障电流引入大地，降低过电压的幅值和持续时间。
5. 定期进行维护和检测 ：
   • 定期检查变压器的接线和绝缘状况，及时发现并修复潜在的问题。
   • 对过电压保护装置进行定期测试和校验，确保其正常工作。
6. 其他辅助措施 ：
   • 在变压器低压侧出口装设避雷器，防止雷电波通过低压线路侵入变压器。
   • 采用合适的变压器联结组别和接线方式，以限制过电压的传递和危害。

综上所述，变压器的过电压现象是变压器运行中需要重点关注的问题之一。通过采取合适的保护措施和定期维护检测，可以确保变压器的安全稳定运行。