10 kV配电变压器雷电过电压及其防治方法研究

10 kV台区配电变压器是配电网最重要的设备之一,但在多雷区时常发生雷击损坏故障。根据台区典型设计和现场勘查结果,建立了雷电直击导线和雷电感应下的电磁暂态仿真模型,分析了配电变压器高压侧绝缘的雷电过电压,结果如下:雷电直击导线后,变压器绝缘承受的电压为避雷器残压和接地引下线电压之和,过电压幅值极易超过标准雷电耐受电压75 kV;雷电感应的能量较小,过电压幅值超过标准雷电耐受电压的概率非常小。同时,研究了加装避雷线对雷电直击过电压的防治效果,发现避雷线可大幅降低过电压幅值,若在此基础上缩短避雷器横担至变压器支架的电气距离,可大大降低变压器损坏概率。     

基于超宽频电压监测的大型水电站雷击暂态过电压分析

水电站出线遭受雷击时将产生严重的雷击侵入过电压,站内GIS（气体绝缘组合电器）隔离开关和断路器操作也将激发VFTO（特快速暂态过电压）,严重威胁GIS及变压器设备的绝缘安全。为此,在水电站主变压器高压侧的GIS设备上增设超宽频暂态电压传感器,构建水电站暂态电压在线监测系统,完整记录水电站出线遭受雷击时的站内暂态响应过程。通过对暂态电压时域和频域特征分析发现：水电站出线遭受雷击接地故障时,断路器可能出现断口重燃;基于侵入水电站的雷击暂态电压波形可实现准确的故障单端定位,当线路雷击距离水电站10 km以内时,侵入水电站内部的暂态电压将威胁变压器绝缘。利用超宽频暂态电压监测系统可准确记录水电站内异常暂态事件,通过各测点暂态波形的时域和频域特征对比分析,可定位暂态激励源位置,有助于发现设备异常并及时预警,保障设备运行可靠性和水电稳定外送。     

发电厂500 kV GIS升压站主变压器合闸过电压分析

发电厂GIS升压站具有高度封闭化的特点,在GIS断路器操作过程中产生的暂态过电压过程复杂。以某发电厂500 k V GIS升压站主变压器合闸过程中出现的绕组绝缘损坏事故为分析对象,采用电磁暂态分析软件ATPEMTP建立发电厂一次设备及变压器绕组分布参数等值电路,对故障变压器合闸过电压及变压器内部电压分布进行了仿真计算。分析结果表明,变压器合闸过程中未出现超过其理论耐受能力的过电压;通过合闸时刻变压器绕组电压分布与绕组损坏情况对比表明,变压器绕组绝缘击穿的原因是其自身绝缘缺陷。     

高压绝缘冲击闪络统计特性的自动测量数字式数据收集系统

日前,随着输电电压的提高,在决定输电设备绝缘参数时,越来越需要应用统计的方法。从过电压和闪络过电压的概率分布函数(曲线)可以计算出故障危险率,如图1所示。为了得到过电压的幅值分布、密度函数和绝缘闪络概率分布函数,在高压试验室中必须实现测量数据收集处理的自动化。苏黎世的瑞士联帮工业大学高压试验室,现已研制出能满足雷电过电压测量要求的试验性自动测量数据收集处理设备。     

110 kV变压器套管击穿故障的诊断与分析

针对某110kV电力变压器高压侧中性点套管均压球处绝缘薄弱,在线路遭受雷击产生雷击过电压时被击穿放电损坏故障,通过故障后的色谱试验对故障性质及严重程度进行了诊断,并结合高压试验结论、设备故障发生时的情况、设备结构开展综合分析,准确判断了设备的故障部位,从而为检修提供准确的检修策略。     

雷击引起220kV变压器内部故障分析

通过对220kv变压器故障后现场设备检查情况、保护装置动作信号、故障录波图、绝缘试验结果、变压器油中溶解气体和瓦斯气体分析、雷电定位信息等进行综合分析判断,确定变压器故障的可能部位,与变压器内部检查结果一致。指出变压器故障的主要原因是35kvC相绕组引出线过渡铜排和B相绕组套管过渡软铜带存在尖端和凸缘,两者之间距离小,油间隙绝缘距离不足,产品设计上考虑不周。雷击是变压器故障的诱因,变电站户外配电装置或35kV线路遭受雷击,引起过电压,雷电波侵入到变压器内部,雷电波和运行电压迭加作用,引起油间隙击穿,造成B、C相间短路。对变压器进行了现场处理,采取了预防类似故障措施。     

光伏电站雷电过电压的计算与分析

以220 kV光伏变电站为例,利用ATP Draw软件建立雷电波侵入变电站数学模型,计算和模拟雷击过电压,并讨论不同雷击点以及站内避雷器对过电压的影响.结果表明,近区雷击导致的过电压水平较远区雷击时要更为严重,且在站内安装两组避雷器组,可将站内设备的雷电过电压限制在较低的水平,没有超过雷电冲击绝缘水平或保证耐压值,绝缘...     

电力变压器设计与计算(31)

6.3 变压器承受电压的分析及考核方法 在变压器长期运行中,其绝缘必须可靠地承受以下四种电压的作用,即长期工作电压、操作过电压、暂态过电压和大气过电压(通常称为雷击过电压).操作过程和暂态过程统称为内过电压. 6.3.1 长期工作电压 (1)长期工作电压概念.     

110kV变压器中性点雷击过电压分析

110kV电网在全国覆盖范围大,线路和变电站容易遭受雷击,雷电波沿输电线路侵入或直击变电站在变压器中性点上产生过电压,对中性点绝缘构成威胁,因此研究雷击下变压器中性点过电压表现特性及引入过电压保护设备后的限压效果具有实际意义。根据某110kV变电站接线情况,结合雷击过电压理论及110kV变压器中性点绝缘性能,利用电磁暂态分析程序ATP对雷击线路雷电波侵入变电站和雷直击变电站情况下变压器中性点过电压进行仿真,分析变压器中性点过电压值及引入氧化锌避雷器后限制过电压情况,提出了增大变压器中性点避雷器通流容量限制中性点雷击过电压的措施。     

一起变压器被雷击损坏的分析与处理

<正>电网高压电气设备的安全运行,主要决定设备的绝缘水平和作用于绝缘上的电压。变压器在运行中要经历三种电压作用的考核:大气过电压、内部过电压和长期工作电压,运行中的变压器在雷击过程中损坏的比例是最高的。事故发生在某年衡东县矛坪村一台50k VA/10—0.4k V电力变压器,这台变压器安装位置在山凹中,在运行大约2个月后的一场大雷电之时,变压器的绝缘损坏     

雷击引起220 kV变压器内部故障分析

通过对220 kV变压器故障后现场设备检查情况、保护装置动作信号、故障录波图、绝缘试验结果、变压器油中溶解气体和瓦斯气体分析、雷电定位信息等进行综合分析判断,确定变压器故障的可能部位,与变压器内部检查结果一致.指出变压器故障的主要原因是35 kV C相绕组引出线过渡铜排和B相绕组套管过渡软铜带存在尖端和凸缘,两者之间距离小,油间隙绝缘距离不足,产品设计上考虑不周.雷击是变压器故障的诱因,变电站户外配电装置或35 kV线路遭受雷击,引起过电压,雷电波侵入到变压器内部,雷电波和运行电压迭加作用,引起油间隙击穿,造成B、C相间短路.对变压器进行了现场处理,采取了预防类似故障措施.     

GIS中快速暂态过电压及其在变压器绕组中电压分布的计算

计算了实际的110kVGIS中的隔离开关分断短母线产生的快速暂态过电压,给出了GIS中各元件上过电压幅值和上升时间。将变压器端口处的暂态过电压作为激励源,计算了变压器绕组中的暂态电压分布,给出了绕组中不同部位的过电压曲线,饼间电压和电场强度的最大值。指出了快速暂态过电压下绝缘的薄弱环节,为变压器的绝缘设计提供参考。     

电力变压器冲击试验故障定位的频域仿真方法

建立了电力变压器在冲击试验条件下的频率依赖参数的等效电路模型。利用这个模型可以计算变压器的入端阻抗及各个节点的电压转移函数。实例计算入端阻抗与实测的结果吻合得很好,表明该模型可以用于变压器冲击试验的故障仿真分析。在此基础上,针对变压器对地绝缘击穿和绕组间绝缘击穿这两种类型的故障,通过在变压器等效电路的不同节点处设置故障,计算中性点处的电压转移函数并分析其变化规律,找到了一种可行的故障定位的方法。     

变压器中性点过电压分析与绝缘配合

电力系统发生不对称短路、非全相运行和雷击等故障时,变电站变压器中性点会出现较高的过电压,严重影响中性点绝缘的可靠性,因此需要对变压器中性点过电压和绝缘配合开展研究。文章在PSCAD/EMTDC中搭建110 kV输电系统仿真模型,计算分析线路发生各种故障时的中性点过电压,依据仿真所得过电压值,确定放电间隙距离以实现更加优化的绝缘配合。结果表明,线路发生单相接地故障时中性点最高过电压为117.73 kV;发生单相断线时中性点最高过电压为52 kV;发生雷击时中性点最高过电压为118 kV;采用放电间隙并联避雷器的中性点保护方式时,选取放电间隙距离为13 mm～14 mm时能达到最优的绝缘配合效果。该研究结果可以为110 kV变压器中性点的绝缘配合优化提供重要的理论和实验参考依据。     

一起110 kV变压器雷电侵入波事故仿真及分析

为判断一起110kV变压器35kV侧绕组绝缘击穿事故原因,用ATP-EMTP仿真计算了雷击110kV变电站35kV进线段时站内设备的过电压值。仿真结果表明:雷电流直接击中导线,在导线上产生较高电位并沿线传播,在变压器上形成的过电压高于350kV,超过35kV绕组耐受冲击电压,导致变压器中压绕组绝缘击穿。仿真结果为提出防雷改造措施提供了技术依据。     

UPFC暂态过电压研究

在MMC–UPFC整体设计中,过电压是必须研究的关键问题。为研究UPFC暂态过电压,以南京UPFC为例,详细分析了过电压产生的机理,提出了避雷器保护配置方案,搭建了含有详细交流电网、UPFC一次设备以及控制保护策略的过电压研究模型,并分别计算了交流系统和UPFC内部故障下,UPFC关键设备上过电压情况。计算结果表明:串联侧交流系统故障、变压器阀侧交流母线单相接地故障、换流器交流母线单相接地故障,直流单极接地故障下,过电压最严重,这些故障可用于校核UPFC关键设备的过电压水平以及避雷器能量。研究结果可为UPFC工程绝缘配合以及设备选型提供重要依据。     

10kV避雷器的污闪试验及防治措施

<正>避雷器是保护变压器、线路等免受雷电过电压、操作过电压危害的核心设备,其绝缘性能决定了设备的安全等级。10kV氧化锌避雷器在配电线路、变电站中使用广泛,由于长期承受运行电压且离散分布,检修周期得不到保障,避雷器表面积污、劣化、老化等情况时有发生,导致绝缘损坏、冲击或故障电压下避雷器不动作,从而损伤被保护设备。     

VFTO下分段层式变压器线圈电位分布研究

特快速暂态过电压（VFTO）作用下分段层式变压器线圈的电位分布计算对于变压器的绝缘设计是非常重要的。由于GIS中开关投切产生的陡波前过电压对变压器的绝缘危害极大,为了准确计算线圈中的快速暂态过程,提出了一种以单层线圈为单元的集总参数线圈模型,介绍了电感、电容、电阻等参数计算的物理模型和数学公式。实测和计算1台变压器线圈模型电位分布的结果近似一致,说明集总参数线圈模型和计算方法是正确可行的,可以为变压器线圈合理的绝缘设计提供理论依据。     

VFTO下分段层式变压器线圈电位分布研究

特快速暂态过电压(VFTO)作用下分段层式变压器线圈的电位分布计算对于变压器的绝缘设计是非常重要的。由于GIS中开关投切产生的陡波前过电压对变压器的绝缘危害极大,为了准确计算线圈中的快速暂态过程,提出了一种以单层线圈为单元的集总参数线圈模型,介绍了电感、电容、电阻等参数计算的物理模型和数学公式。实测和计算一台变压器线圈模型电位分布的结果近似一致,说明集总参数线圈模型和计算方法是正确可行的,可以为变压器线圈合理的绝缘设计提供理论依据。     

融冰绝缘地线对变电站雷电过电压的影响

地线直流融冰采用了全线绝缘化设计,而地线绝缘化设计将对变电站雷电过电压产生影响。以500 kV融冰绝缘地线为例,介绍了融冰绝缘地线架设方式,采用 ATP-EMTP 软件建立500 kV变电站雷电侵入波过电压模型,分析了融冰绝缘地线架设对500 kV变电站雷电过电压的影响,总结了雷击点位置、杆塔接地电阻、避雷器配置方案对变电站设备雷电过电压的影响规律。研究结果表明：融冰绝缘地线架设对变电站设备最大过电压影响很小;雷击杆塔离变电站越近,变电站高压设备产生的过电压越大;母线避雷器对变电站设备保护效果较好,雷电侵入波产生的最大过电压下降较多;杆塔接地电阻越小,变电站设备最大过电压越小。其结论对涉及融冰绝缘地线变电站具有一定的参考价值。