農村配電變壓器的防雷技術(shù)

雷擊損壞配變過(guò)去單純認為是雷電波進(jìn)入高壓繞組引起，實(shí)際上這種認識帶有程度的片面性。理論分析和實(shí)際試驗表明：配變雷害事故的主要原因是由于配電系統遭受雷害時(shí)的“正反變換”的過(guò)電壓引起，而反變換過(guò)電壓損壞事故尤甚?，F就正反變換過(guò)電壓發(fā)展過(guò)程進(jìn)行分析，討論配變的防雷保護。
　　
　　1、正反變換過(guò)電壓
　　
　　1.1正變換過(guò)電壓當低壓側線(xiàn)路遭受雷擊時(shí)，雷擊電流侵入低壓繞組經(jīng)中性點(diǎn)接地裝置入地，接地電流Ijd在接地電阻Rjd上產(chǎn)生壓降。這個(gè)壓降使得低壓側中性點(diǎn)電位急劇升高。它疊加在低壓繞組出現過(guò)電壓，危及低壓繞組。同時(shí)，這個(gè)電壓通過(guò)高低壓繞組的電磁感應按變比升高至高壓側，與高壓繞組的相電壓疊加，致使高壓繞組出現危險的過(guò)電壓。這種由于低壓繞組遭受雷擊過(guò)電壓，通過(guò)電磁感應變換到高壓側，引起高壓繞組過(guò)電壓的現象叫“正變換”過(guò)電壓。
　　1.2反變換過(guò)電壓當高壓側線(xiàn)路遭受雷擊時(shí)，雷電流通過(guò)高壓側避雷器放電入地，接地電流Ijd在接地電阻Rjd上產(chǎn)生壓降。這個(gè)壓降作用在低壓側中性點(diǎn)上，而低壓側出線(xiàn)此時(shí)相當于經(jīng)電阻接地，因此，電壓絕大部分加在低壓繞組上了。又經(jīng)電磁感應，這個(gè)壓降以變比升高至高壓側，并疊加于高壓繞組的相電壓上，致使高壓繞組出現過(guò)電壓而導致?lián)舸┦鹿?。這種由于高壓側遭受雷擊，作用于低壓側，通過(guò)電磁感應又變換到高壓側，引起高壓繞組過(guò)電壓的現象叫“反變換過(guò)電壓”。
　　
　　2、變壓器不同接線(xiàn)對正反變換過(guò)電壓的影響
　　
　　2.1Yzn11接線(xiàn)。當低壓側線(xiàn)路落雷時(shí)，雷電流進(jìn)入低壓側的兩個(gè)“半繞組”中，大小相等，方向相反，在每個(gè)鐵心柱上的磁通正好互相抵消，因而也就不會(huì )在高壓繞組中產(chǎn)生正變換過(guò)電壓。在高壓側線(xiàn)路落雷時(shí)，實(shí)際上由于變壓器結構和漏磁等原因引起磁路不對稱(chēng)，因而磁通不可能完全抵消，正反變換過(guò)電壓仍然存在，但是較小，可認為有較好的防雷作用。

　　2.2Yyn0接線(xiàn)
　　
　　這種接法的變壓器是我國的一種標準接線(xiàn)。它有很多優(yōu)點(diǎn)：①正常時(shí)能保持各相電壓不變，同時(shí)能提供380/220V兩種不同的電壓以滿(mǎn)足用戶(hù)要求；②發(fā)生單相接地短路時(shí)，可避免另兩相電壓的升高；③可避免高壓竄入低壓側的危險。因此，配電網(wǎng)中幾乎所有配變均采用此種接法。
　　
　　3、Yyn0接線(xiàn)配變的防雷保護
　　
　　3.1高壓側裝設避雷器以防止雷擊過(guò)電壓。
　　3．1．1在配變高壓側裝設避雷器，能有效防止高壓側線(xiàn)路落雷時(shí)雷電波襲入而損壞配變，工程中常在配變高壓側裝設FS—10閥型避雷器。
　　3．1．2高壓側裝設避雷器后。避雷器接地線(xiàn)應與變壓器外殼以及低壓側中性點(diǎn)連接后共同接地，以充分發(fā)揮避雷器限壓作用和防止逆閃絡(luò )。
　　
　　3.2低壓側裝設避雷器以限制正變換過(guò)電壓。
　　
　　對于Yyn0配變，即使高壓側裝有避雷器，仍然不可避免來(lái)自高壓側進(jìn)行波的反變換或來(lái)自低壓側進(jìn)行波的正變換過(guò)電壓。當低壓側裝設一組避雷器后，正反變換過(guò)電壓就可以受到限制。
　　用正反變換過(guò)電壓理論分析。產(chǎn)生正反變換過(guò)電壓是由于低壓繞組過(guò)電壓引起。因此，只要設法限制低壓繞組過(guò)電壓的幅值，正反變換過(guò)電壓就可得到限制。低壓側裝設避雷器就是用來(lái)限制低壓繞組過(guò)電壓的幅值，有了低壓避雷器，正反變換過(guò)電壓也就得到有效的抑制，從而也就可以保護高壓繞組。

　　4、安裝避雷器的具體要求
　　
　　4.1正確的防雷接線(xiàn)如圖1所示。
　　4.2變壓器應安裝在高壓熔斷器與變壓器之間。
　　4.3避雷器防雷接地引下線(xiàn)采用“三位一體”的接地方法。即避雷器接地引下線(xiàn)、配電變壓器金屬外殼與低壓側中性點(diǎn)這三點(diǎn)連在一起，然后共同與接地裝置相連接。
　　4.4在多雷區、在變壓器低壓側出線(xiàn)出處應安裝一組低壓避雷器。
　　
　　5、接地裝置的安裝
　　
　　接地裝置安裝質(zhì)量的好壞決定了為配電變壓器的防雷裝置是否起到良好的保護作用的關(guān)鍵，因此接地可靠，符合技術(shù)規范，才能很好地起分流作用，才能保護變壓器。
　　5.1高低壓側避雷器接地線(xiàn)、配變外殼和低壓側中性點(diǎn)應連接在一起共同接地(中性點(diǎn)不接地運行時(shí)，在中性點(diǎn)對地加裝擊穿保險器)
　　5.2接地電阻應滿(mǎn)足規程要求，對于100kVA以上的配變，Rjd≤4Ω；重復接地每臺不少于三處，每處Rjd≤10Ω。②對于100kVA及以下的配變，Rjd≤10Ω；重復接地每臺不少于三處，每處Rjd≤30Ω。
　　5.3避雷器接地引下線(xiàn)(即與配變外殼間的連線(xiàn))越短越好。因為，即使0.6m長(cháng)的接地線(xiàn)，其電感L約為1mH，在不大的雷電波陡度di/dt=10kA/μs時(shí)，接地線(xiàn)上的壓降也達Ldi/dt≈10kV這樣不小的數值。它和避雷器殘壓疊加作用在配變絕緣上，也將大大加劇破壞性。為此，對于高壓側，避雷器應裝于高壓跌落式熔斷器的下端。這樣不僅能減少接地引線(xiàn)的長(cháng)度，也給避雷器安裝預試帶來(lái)方便(取下跌落式熔斷器，做好安全措施即可進(jìn)行，不會(huì )影響高壓線(xiàn)路運行)；其次當避雷器質(zhì)量不良，放電不能熄弧時(shí)工頻續流使高壓跌落式熔斷器熔斷，熔管自動(dòng)跌落，可避免因此造成對高壓線(xiàn)路供電的影響，減少線(xiàn)路的跳閘率。
　　
　　6、結論
　　
　　由以上分析可見(jiàn)，配變低壓側加裝避雷器是大有必要的，這也是我們以前認識上的不足。在配電變壓器低壓側加裝避雷器，對減少事故跳閘率，提高供電可靠性，具有重要的意義。因此，搞好農村配變的防雷保護不僅有直接的經(jīng)濟效益，還有很大的社會(huì )效益。