引言
我国配电网电压等级为 6 ~35 kV,绝缘水平较低,且出于经济因素考虑沿线一般不架设避雷线,易遭受雷电过电压的侵害。据统计显示,60% 以上的停电事故是由配电系统引起的,谐振过电压、操作过电压以及雷击产生的雷电过电压均能导致配电网故障,其中雷击为自然现象,不受人为控制且产生的雷过电压幅值较高,对配电网的危害也最大。配电变压器作为配网的重要组成部分,与用户直接相连,其安全运行对配电网稳定性及可靠性具有十分重要的意义。
1、10 kV配网防雷措施及存在的问题
为防止雷电波入侵变压器导致绝缘损坏,普遍做法是在配变的高、低压侧分别安装避雷器,通过避雷器动作时的限压作用保护配变绝缘免遭雷击损坏。在没有安装低压避雷器时,若高压侧雷电波出现,首先高压侧避雷器动作,在接地电阻上产生压降。这个压降作用在低压零线上,低压绕组出线相当于通过线路波阻抗接地,低压绕组在中性点过电压作用下会产生电流,并产生磁通,在电磁耦合作用下,在高压绕组中感应出高电压,危及绕组的安全运行,此过程称为逆变换。与逆变换相反,雷电波由变压器低压侧入侵,低压绕组上的电流通过电磁耦合作用在高压侧产生过电压,称为正变换。雷击过程中配变逆变换产生的过电压危害大于正变换产生的过电压。在配变的高低压侧都安装避雷器能有效抑制正变换过电压的幅值,并在一定程度上降低逆变换过电压。但是,对于强度、陡度都较大的雷电波作用下产生的逆变换过电压,通过在高、低压侧安装避雷器还难以完全消除危害。
2、10 kV配电线路的主要防雷措施
2.1架设避雷线
避雷线的安装是我国的一项基本防雷措施。根据国内电力行业的常规做法,仅在进出变电站 1km~2km 的线路上架设避雷线。对于所有重要的线路和重雷区域,避雷线安装在整条线路上。10kV 架空线路一般没有避雷线,但雷区和重要线路,可设置单避雷针。
2.2 附加防雷绕组的防雷变压器
附加防雷绕组变压器设置有一组独立的反向绕组,变压器正常运行状态下,闭合器断开,防雷绕组处于开路状态,当变压器绕组有雷电波入侵时,防雷绕组导通投入运行,防雷绕组在铁芯上产生的磁通与低压绕组产生的磁通相互抵消,抑制正、逆变换过电压。
2.3 10kV 线路开关设备防雷
避雷器是10kV 线路开关设备防雷电保护的主要措施, 10kV 断路器和负载开关应配置一个阀式避雷器保护装置。在正常情况下,断路器和电力断路器、负荷开关、或隔离开关应安装在阀门领域的避雷器,接地线应该连接到断路器和其他设备的金属外壳,和接地电阻不应超过 10Ω。
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2.4 10kV 配电变压器防雷
配电变压器的主要防雷措施是避雷器的保护装置。根据规定“电气设备”过电压保护的设计规范应由配电变压器的高压侧避雷器保护。但是,如果避雷器只安装在高压侧,变压器就不能免除“正负变换过电压”的危害。因此,10kV 配电变压器的高、低压侧应由避雷器保护,避雷器应尽可能地靠近变压器的安装位置。
2.5 加装带故障识别功能的外串联间隙氧化锌避雷器
带故障识别功能的外串联间隙氧化锌避雷器,是新型实用的防雷产品。当雷电过电压或其他故障原因引发对地闪络形成电弧放电短路时,带故障识别功能的外串联间隙氧化锌避雷器中的带热爆脱离金属环,将千安级工频续流直接引向其内置的氧化锌非线性电阻限流元件,使电弧瞬间熄灭而达到迅速截断工频续流,释放雷电过电压能量,有效限制雷电过电压,从而达到保护配电网的安全运行。当带故障识别功能的外串联间隙氧化锌避雷器的非线性电阻片老化到一定程度,其质量不符合要求时,带热爆脱离金属环会自动弹开,提醒工作人员及时更换,避免避雷器“带病”运行造成更大的损失。带故障识别功能的外串联间隙氧化锌避雷器由于有了纯空气间隙的存在,在工作电压作用下,氧化锌电阻片没有泄露电流通过,仅在避雷器动作期间承受导通雷电流的作用,且雷电流导通的时间极短,因而大大地延迟了阀片的老化。
2.6 积极做好 10kV 配电变压器的检修与安全管理
对 10kV 配电变压器的检修主要包括有:安全检修与故障抢修两大方面。在对 10kV 配电变压器进行安全检修的过程中主要是对变压器进行养护与安全检查。进行安全养护时需要在断电的情况下进行,对变压器的外壳进行清扫,对变压器的接地线、油封垫圈以及绝缘子、引线接头等进行详细的检查,对于松动、锈蚀部位及时进行处理。对 10kV 配电变压器来说,其常见的故障主要有因低压和高压侧熔丝配备不科学所引起的配电变压器在系统运行中烧毁、雷电电击所导致的损坏以及三相负荷长期不平衡所引起的变压器大量发热而导致的烧毁或是低压出线烧毁。
结束语
电力是现代社会发展的基石,对于现代社会的发展有着极为重要的意义,尤其是新时期城镇化建设的加速对于电力的需求更为巨大,应当积极做好电力的供应。做好电力供应对于社会的生产生活都有着极为重要的意义,10kV 配电变压器作为配电网中的重要组成部分,需要积极做好对于10kV 配电变压器的运行与管理,保障 10kV 配电变压器的安全、高效的运行。
参考文献
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论文作者: 陈琳
论文发表刊物:《中国电业》2019年第20期
论文发表时间:2020/4/7
标签:过电压论文; 避雷器论文; 变压器论文; 绕组论文; 雷电论文; 防雷论文; 低压论文; 《中国电业》2019年第20期论文;