變壓器是電網改變電壓和傳輸電能的電氣設備，是電網向用戶供電的載體。變壓器的安全可靠運行是萬家燈。然而，由于電網運行中的許多原因，變壓器的絕緣水平相對較弱，變壓器損壞的概率最大。由于某種原因，電網運行過電壓會損壞變壓器，其絕緣水平主要由雷電擊耐電壓和工頻耐電壓決定。

過電壓是指對絕緣有危險的突然電壓升高。這種異常電壓升高的幅值可以達到設備額定電壓的幾倍以上，嚴重威脅變壓器絕緣的安全。如果過電壓持續時間長，會損壞變壓器。為了保證電網運行中變壓器的安全，除了選擇高質量的變壓器外，還應為變壓器設置合理有效的過電壓保護措施。

電網過電壓對變壓器的危害

真正影響變壓器絕緣和保護裝置的電網中產生的幾種過電壓主要取決于過電壓的波形。幅值和持續時間。設備絕緣水平的電壓波形有三種：短波前雷電波、長波前操作波和低頻電壓波。設備絕緣對雷電，操作或工頻電壓的耐受性應由相應的波形電壓檢查。

在過電壓損壞變壓器的事故中，絕緣擊穿損壞的概率最高。當電網遭受雷擊時，線路導線上會產生振幅大、作用時間短的非周期性脈沖電壓波。它以光速沿線傳輸。首先，它在線路避雷器上放電，余波通過變壓器進入地面。當余波通過變壓器保護的避雷器時，它會在變壓器上產生電壓降（殘壓）。如果變壓器與避雷器之間有一定的電氣距離，殘壓會在進入前振蕩導線，導致電壓升高，導致增加在變壓器上的電壓高于殘壓，從而威脅變壓器的絕緣安全。因此，在安裝變壓器保護避雷器時，應盡量保持避雷器與變壓器零距離。

電網中的諧振過電壓或操作過電壓也較高，持續時間較長。它還會威脅變壓器的安全運行，甚至導致絕緣擊穿和損壞變壓器。

此外，逆變換過電壓對變壓器的危害也不容忽視。當變壓器采用避雷器進行防雷保護時，避雷器接地線、變壓器中性線和變壓器外殼采用三位一體接地。如果高壓側在變壓器運行過程中發生雷擊，則會引起避雷器放電，產生的殘壓作用在高壓繞組上。由于高壓繞組阻抗大，容抗小，雷電流只流過高壓繞組和對地電容。當電路通過接地點放電時，接地電阻上會產生很大的沖擊電壓降，低壓繞組也會通過中性線施加，低壓繞組通過雷電流產生磁通。根據電磁感應原理，該磁通將根據變壓器在高壓繞組上的變化產生高感應電壓，稱為逆變換過電壓。電壓幅值比殘壓大幾倍到幾十倍，也會造成變壓器絕緣的擊穿和損壞。

保護變壓器中性點過電壓

變電站位于多雷區，單電源進線，三相雷電侵入波的概率較大，因此主變壓器中性點需要安裝避雷器保護。變壓器中性點過電壓保護的設置可以單獨設置門保護變壓器中性點的設置，專門保護變壓器中性點的無間隙氧化鋅避雷器（以下簡稱中性點MOA）。中性點MOA可以保護雷電過電壓和操作過電壓。其優點是動作靈敏，殘壓低，通流容量大，對保護主變壓器中性點免受過電壓有很好的效果。

此外，目前中性點MOA的額定電壓較高，當中性點電位偏差不大時，MOA仍具有良好的保護效果。如果有效的接地系統發生單相接地故障，主變壓器的中性點將產生兩倍的工頻相電壓，不會損壞MOA。

如果中性點電位嚴重偏離，避雷器運行中的安全將受到威脅。當中性點過電壓達到工頻相電壓的兩倍以上時，避雷器會因流量不足而損壞，可能危及主變的安全。雖然這種情況發生的概率很小，但為了安全主變，除了中性點MOA保護主變中性點過電壓外，避雷器邊緣的并聯水平棒間隙也可以限制工頻過電壓。棒間隙并聯避雷器的保護作用是:雷電，操作過電壓由避雷器保護，間隙用于限制避雷器上振幅較高的工頻過電壓。這種保護方法不僅保護了變壓器的中性點過電壓，而且達到了相互保護的目的。

保護三繞組變壓器

三繞組變壓器有三個高、中、低壓繞組。如果在運行過程中被雷擊高壓側的雷電波侵入，過電壓將通過靜電耦合和電磁感應傳遞給低壓繞組。在高、中壓繞組運行、低壓繞組開路時，低壓繞組對地電容值較小，繞組上的靜電感應電壓分量可達到較高值，危及低壓繞組的絕緣安全。為了限制過電壓的危害，低壓繞組應在出口外安裝避雷器進行保護。

在變壓器運行過程中，如果系統出現不對稱接地故障或斷路器的非全相動作和零序電壓，電壓將通過電容耦合傳輸到低壓繞組。由于這種電壓具有工頻過電壓的特性，也會危及低壓繞組絕緣的安全。因此，除了同期性能好的斷路器外，變壓器低壓側母線橋上通常安裝3個Y。接線電容器用于增加低壓側對地電容器，能有效吸收和降低過壓幅值和陡度，從而保護過壓。

保護變壓器低壓系統

變壓器低壓側供電線路長，容易受到雷電波的侵襲。當低壓線路受到雷擊時，電壓分別在低壓繞組和接地電阻上。由于電磁感應，侵入的雷電流會根據變壓器的變比在高壓繞組上產生感應過電壓。為防止逆變換過電壓對高壓繞組造成危害，低壓側出口還應安裝一組金屬氧化物避雷器，以抑制低壓繞組產生的沖擊磁通量，從而保護過電壓。

此外，由于Y、Zn11聯合組變壓器繞組結構的特點，如果使用這種變壓器，對抑制逆變換過電氣也有很好的效果，可以有效保護逆變換過電壓對變壓器的損壞。

總結

變壓器是電力系統的重要設備，其絕緣水平相對較弱，過電壓損壞變壓器的概率最大。為了保證變壓器的安全可靠運行，除了選擇高質量的變壓器外，還需要對運行的變壓器設置有效的過電壓保護。根據電網的運行特點和接地方式，變壓器中性點的過電壓概率也較高。除變電站和電網的過電壓保護外，還應在變壓器中性點設置合理的過電壓保護，以確保變壓器的安全穩定運行。

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