變壓器雷電沖試驗接地方式的選擇

(特變電工沈陽變壓器集團有限公司 遼寧 沈陽 110144)

一、引言

變壓器在電力運行系統中是一種重要設備，分布在整個電力系統，因此經常會遭到大氣過電壓的威脅為了保證變壓器能夠可靠地運行，就要求變壓器有足夠的沖擊絕緣強度，因此國家標準對變壓器的沖擊絕緣水平作了明確規定。為了考核變壓器沖擊絕緣強度是否符合國家規定的標準，就需要對變壓器進行雷電沖擊試驗。

二、參考文獻

GB/T 1094.1-2013 電力變壓器 第1部分：總則

GB/T 1094.1-2017 電力變壓器 第3部分：絕緣水平、絕緣試驗和外絕緣空氣間隙

GB/T 1094.1-2013 電力變壓器 第4部分：電力變壓器和電抗器的雷電沖擊和操作沖擊試驗導則

JB T 501-2006電力變壓器 試驗導則

三、試驗要求

國家標準(CB1094.3-2017)《電力變壓器第3部分:絕緣水平、絕緣試驗和外絕緣空氣間隙》規定了變壓器雷電全波沖擊和標準雷電截波沖擊試驗標準。試驗標準波形：波前時間1.2±30%μs 半峰值時間50±20%μs；中性點波前時間 不大于13μs，截斷時間3-6μs。雷電沖擊試驗通過波前電阻，波尾電阻，主電容等電氣元件，調節沖擊波形，已達到國家標準要求。隨著電力行業的迅速發展，變壓器產品容量越來越大，電壓等級越來越高，目前交流變壓器最大容量為ODFPS-JT-150000/1000特高壓自耦變壓器，換流變壓器ZZDFPZ-607500/750-1100為世界上最高電壓等級的變壓器，閥側全截波試驗電壓為2300/2530kV是變壓器類試品雷電沖擊試驗電壓最高的。在雷電沖擊過程中，不僅僅對試驗設備要求極高，而且對于試驗大廳接地電阻電阻要求也在提高，特高壓試驗大廳接地電阻一般都可以達到0.1Ω，但是對于特高壓試驗來說，也不是最理想狀態，這就需要改變產品接地狀態，用以達到試驗過程雷電沖擊波形最理想，放電過程最穩定。

四、變壓器雷電沖試驗接地方式的選擇

在雷電沖擊試驗過程中對于接地方式的選擇，對于雷電波形的形態，波前時間的控制，截斷時間的穩定性以及決定試驗結果判斷有很大影響，在現有設備，接地系統情況下，充分解決產品接地方式可以更好做好沖擊試驗，得到較為理想的試驗結果。

通常情況下，在產品容量較小，電壓等級不高情況，雷電沖擊時對接地電阻要求不高，可以充分考慮減小回路電感，試品，設備，測量分壓器可以選擇一點接地，這樣可得到滿足標準的雷電沖擊波形，雷電沖擊試驗接線如圖1。但是對于試品容量較大，電壓等級非常高的情況，例如±1100kV換流變壓器雷電沖擊試驗，合理的接地方式，對試驗過程非常重要。在進行±1100kV換流變壓器閥側雷電沖擊試驗時，按現有的試驗室接地條件，雷電沖擊試驗這時地電位會被抬高，首先影響分壓器對電壓測量，在低電壓沖擊調試過程中地電位抬高高情況，對沖擊過程影響不是很明顯，但對于全電壓沖擊情況，隨著試品容性電流的增加，地電位抬高影響到沖擊電壓測量準確性，必然影響到低電壓全波波形于高電壓波形對比的差異，對試驗結果判斷段容易出現錯誤，所以的這種情況下，我們試驗時，將分壓器選擇與試品分開接地，可以盡量減小沖擊波形差異的產生，另外，對于雷電截波試驗時，地電位抬高對截斷裝置的影響表現在低電壓截波與高電壓截波時，截斷時間的不確定性，如果不能保證截斷時間的穩定，那么對雷電截波試驗是有很大風險的，按現有國家標準要求截斷時間在3-6μs，地電位抬高的電壓波形是脈沖電壓的形式，過高的脈沖電壓可能會提前觸發截斷裝置，造成截斷時間不滿足標準要求，這種情況下，試品，沖擊設備，截斷裝置接地在一點，而且接地線要非常短，保證地電壓脈沖對所有設備影響接近，可以盡量避免截斷提前觸發的可能。所以通常對于特高電壓雷電沖擊試驗我們回選擇圖2的接線方式。

圖1

圖2

電力變壓器電壓等級，容量，產品結構的不同，雷電沖擊試驗接地會采用不同方式，試驗過程要充分考慮試驗室地電阻情況，接點的位置，以及試品沖擊時所產生的容性脈沖電流的影響，適當的改變接地位置，保證雷電沖擊過程可以等到穩定沖擊波形，有利于雷電沖擊試驗的結果的判斷。在雷電沖擊試驗時，接地線盡量使用比較寬的銅皮接地，同時接地點的位置盡量接近試品與沖擊設備，有利于沖擊波形的改善，降低地電位不利影響。特別對于試品容量特別大情況，或者試驗室接地系統不是很好的情況，試品也可以適當選擇多點接地，就近接地。在雷電沖擊試驗過程中，對于試驗人員試驗素質及經驗要求很高，沖擊試驗試品的接線方式選擇，試驗結果的判斷都要非常準確，絕對避免因為試驗過程失誤給試品帶來損傷，以及試驗結果判斷偏差。

五、總結

雷電沖擊試驗是對設備，產品接線，試驗室接地系統要求相當嚴格的試驗項目，因此對于沖擊試驗準備必須詳細，試驗線路盡量縮短，減小回路電感，選擇恰當接地點，既能有效降低地電位對試驗過程的影響，也要調試出最好的試驗沖擊波行，已達到對試品有效的絕緣考核。隨著電力行業的迅速蓬勃的發展，變壓器類產品電壓等級，容量不斷提高，對于雷電沖擊試驗難度也是越來越大，試驗設備不斷提高的同時，試驗室接地電阻也需要不斷的改善。