什么是变压器的过电压?过电压的原因是什么?变压器能承受多大的过电压?
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在额定电压下运行的变压器,电压幅值是一定的。如果由于某种原因,变压器的电压幅值超过了额定电压幅值,则变压器便遭受过电压。变压器产生过电压的原因有以下几种:
(1)大气过电压 由于雷电直击输电线路或杆塔,或者由于大气中雷雨云放电而在输电线上感应出的过电压。
(2)操作过电压 由于变压器或线路上的断路器合、接闸所引起的过电压。
(3)故障过电压 系统中发生单相短路或间歇电弧接地而产生的过电压。
无论哪种过电压,作用的时间都很短暂,仅为几十微秒。操作过电压和故障过电压的数值一般为额定相电压的2~4.5倍,而大气过电压可达额定相电压的8~12倍。2.5倍以下的过电压,变压器一般是能够承受的,超过2.5倍,无论哪种过电压都可能损坏变压器的绝缘。
变压器运行时,如果电压超过它的最大允许工作电压,称为变压器的过电压。过电压往往对变压器的绝缘有很大的危害,甚至使绝缘击穿。过电压分为内部过电压和大气过电压两种。输电线路直接遭雷击或雷云放电时,电磁场的剧烈变化所引起的过电压称为大气过电压(外部过电压);当变压器或线路上的开关合闸或拉闸时,因系统中电磁能量振荡和积聚而产生的过电压称为内部过电压。变压器的这两种过电压都是作用时间短促的瞬变过程。
内部过电压一般为额定电压的3.0-4.5倍,而大气过电压数值很高,可达额定电压的8-12倍,并且绕组中电压分布极不均匀,端头部分线匝受到的电压很高。因此,必须采取必要的措施,防止过电压的发生和进行有效的保护。
过电压在变压器中破坏绝缘有两种情况,一是将绕组与铁心(或油箱)之间的绝缘高压绕组与低压绕组之间的绝缘(这些绝缘称为主绝缘)击穿;另一种是在同一绕组内将匝与匝之间或一段绕组与另一段绕之间的绝缘(这些绝缘称为纵绝缘)击穿。
由于过电压时间极短,电压从零上升到最大值再下降到零均在极短的时间内完成,因而具有高频振荡的特性,其频率可达100kHZ以上。在正常运行时,电网的频率是50HZ,变压器的容抗很大,而感扩ωL很小,因此可以忽略电容的影响,认为电流完全从绕组内部流过。但对高频过电压波来说,变压器的容抗变成很小,而感抗变成很大,此时电流主要由电容流过……