浅谈配电变压器的保护措施及注意事项

配电变压器是配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。通常安装在电线杆、台架或配电所中,一般将6～10千伏电压降至400伏左右输入用户。所以我们有必要从保护配置技术角度和日常运行管理两大方面来谈谈配电变压器的保护措施及其注意事项,以保证配电变压器正常运行,保证用户安全用电。

1、保护配置技术方面

1.1 装设避雷器保护,防止雷击过电压

配电变压器是配电网中十分重要的设备,一旦发生雷击损坏事故,就会造成停电,直接影响着工农业生产和人民生活。因此,在条件许可时,最好采用避雷器来保护,在中性点不接地的系统中,也可采用两相阀型避雷器一相保护间隙的保护方式。但同一配电网络中,所有间隙必须装在同一相导线上,这样既可以节省一只阀型避雷器,而同时又不至于增加线路跳闸的次数。

保护变压器的阀型避雷器、管型避雷器或保护间隙,要求尽量靠近变压器安装,距离越近保护效果越好,一般都要求装在变压器高压侧熔断器内侧。其接地线,应和配电变压器的金属外壳和低压侧中性点连在一起共同接地。当变压器容量为100kV A及以上时,接地电阻应尽可能降低到4Ω以下;当变压器容量小于100kV A时,接地电阻10Ω及以下即可。当这三点连在一起,高压侧落雷,避雷器或间隙放电时,变压器绝缘所承受的即是阀型避雷器的残压,而接地装置上的电压降并没有作用在变压器的绝缘上,这样对变压器保护是很有利的,能降低高、低压绕组间和高压绕组对变压器铁心与外壳之间发生绝缘击穿的危险。但是为了防止变压器低压侧中性点电位瞬时升高对用户安全的影响,可以在靠近用户的地方加装辅助接地线。配电变压器可能出现的过电压分两种情况:(1)正变换:当雷电波到达Y,y接线的变压器的低压绕组时,中性点所装的击穿保险被击穿,或当雷电波到达Y,yn接线的变压器低压绕组时,都会在外加电压作用下,通过变压器的低压绕组的冲击电流按变比感应出电动势,而使高压绕组的中性点电压升高。(2)反变换:当10kV侧遭受雷击时,经过避雷器会有较大的雷电流通过,在接地装置上产生电压降,这个电压降同时将作用在低压绕组的中性点并加到低压绕组上,通过电磁感应也会在高压侧出现高电压,对于星形接线的变压器,高压侧中性点上也会出现对绝缘有危险的高电压。另外也可根据具体情况在变压器低压侧加装避雷器或击穿保险器,能进一步提高变压器安全可靠性。

运行经验证明,处在多雷地区的配电变压器,虽然装了阀型避雷器保护,但因雷击引起损坏者仍然不少。根据事故教训,为了减少配电变压器事故,还应根据具体情况采取下列技术措施:(1)消除配电变压器本身的绝缘薄弱点。在运行中还应加强对变压器绝缘油的试验和分析,因绝缘油劣化会直接导致绕组绝缘的降低,所以发现问题后必须及时进行处理或更换。对配电变压器进行广泛的冲击试验和匝间试验,能有效地发现变压器上存在的绝缘弱点,及时安排检修,能减少雷击损坏事故。(2)装在木杆线路上的配电变压器,可在变压器进线段内装设保护间隙,或将导线为三角排列的顶相绝缘子的铁脚接地,以降低雷电侵入波的陡度和减少流过阀型避雷器的电流。(3)也可考虑在配电变压器与阀型避雷器之间,加装一组电感线圈(30匝左右,长24cm,直径20cm,电感值约为100μH),以限制雷电侵入波的陡度,从而降低变压器绕组层间绝缘上的过电压。

1.2 装设速断、过电流保护,保证有选择性地切除故障线路

配变的短路保护和过载保护由装设于配变高压侧的熔断器和低压侧的漏电总保护器来实现。为了有效地保护配变,必须正确选择熔断器的熔体及低压过电流保护定值。高压侧熔丝的选择,应能保证在变压器内部或外部套管处发生短路时被熔断。熔丝选择原则:(1)容量在100kVA及以下的配变,高压熔丝按2～2.5倍额定电流选择;(2)容量在100kVA以上的配变,高压熔丝按1.5～2倍额定电流选择。低压侧漏电总保护器过流动作值取配变低压侧额定值的1.3倍,配变低压各分支线路过流保护定值不应大于总保护的过流动作值,其值应小于配变低压侧额定电流,一般按导线最大载流量选择过流值,保证在各出线回路发生短路或输出负载过大,引起配变过负荷时能及时动作,切除负载和故障线路,实现保护配变的目的。同时满足各级保护的选择性要求。低压分支回路短路故障时,分支回路动作,漏电总保护器过流保护不动作,低压侧总回路故障或短路时,低压侧漏电总保护器过流保护动作,高压侧熔体不应熔断;变压器内部故障短路时,高压侧熔体熔断,上一级变电站高压线路保护装置不应动作跳闸,保证配电网保护装置正确分级动作。