变压器过电压保护措施详解
变压器过电压保护措施详解
变压器是电力系统中的重要设备，其绝缘水平相对薄弱，容易受到过电压的影响。为了确保变压器的安全可靠运行，需要采取有效的过电压保护措施。本文将详细介绍变压器中性点过电压保护、三绕组变压器保护以及低压系统保护等技术措施。
变压器中性点过电压的保护
变电所处于多雷区且为单电源进线时，三相雷电侵入波的概率较高，因此主变压器中性点需要装设避雷器进行保护。目前，常用的保护方式是采用无间隙氧化锌避雷器（简称中性点MOA）。这种避雷器具有动作灵敏、残压低、通流容量大等特点，能够有效保护变压器中性点免受雷电过电压和操作过电压的损害。
此外，现代中性点MOA的额定电压较高，即使中性点电位有轻微偏离，也能保持良好的保护效果。在有效接地系统中，当发生单相接地故障时，主变压器中性点会产生相当于工频相电压的电位，但这种电压不会对MOA造成损坏。
然而，如果中性点电位严重偏离，避雷器自身的安全可能会受到威胁。当过电压达到工频相电压的两倍以上时，避雷器可能会因通流量不足而损坏，进而危及主变压器的安全。虽然这种情况发生的概率较低，但为了确保主变压器的安全，除了采用中性点MOA保护外，还可以在避雷器旁边并联水平棒间隙，以限制工频过电压。棒间隙的作用是：雷电、操作过电压由避雷器承担保护，而间隙则是用来限制避雷器上出现的幅值较高的工频过电压。这种保护方式既能保护变压器中性点免受过电压损害，又能实现相互保护。
三绕组变压器的保护
三绕组变压器具有高、中、低压三个绕组。当高压侧遭受雷击时，过电压会通过静电耦合和电磁感应传递到低压绕组。特别是在高、中压绕组运行而低压绕组开路的情况下，由于低压绕组对地电容值较小，静电感应电压分量可能达到较高值，从而危及低压绕组的绝缘安全。因此，需要在低压绕组出口外装设避雷器进行保护。
此外，当系统发生不对称接地故障或断路器非全相动作时，产生的零序电压会通过电容耦合传递到低压绕组。这种电压具有工频过电压特性，同样会威胁低压绕组的绝缘安全。为了应对这种情况，除了选用同期性能好的断路器外，通常还在变压器低压侧母线桥上加装3只Y形连接的电容器。这些电容器可以增加低压侧对地电容，有效吸收和降低过电压的幅值和陡度，从而起到保护作用。
变压器低压系统的保护
变压器低压侧供电线路较长，容易遭受雷电波的侵袭。当低压线路遭受雷击时，雷电流会在低压绕组和接地电阻上产生电压，并通过电磁感应在高压绕组上产生感应过电压。为了防止这种逆变换过电压对高压绕组造成危害，需要在低压侧出口装设一组金属氧化物避雷器，以抑制低压绕组产生的冲击磁通，从而实现过电压保护。
另外，Y、Zn11联结组变压器因其绕组结构特点，在抑制逆变换过电压方面具有优势，能够有效保护变压器免受“逆变换过电压”的损害。