第三節(jié)切除空載變壓器過電壓

第三節(jié)切除空載變壓器過電壓第一頁，共十頁，2022年，8月28日產(chǎn)生這種過電壓的原因是流過電感的電流在到達(dá)自然零值之前就被斷路器強(qiáng)行切斷，從而迫使儲(chǔ)存在電感中的磁場能量轉(zhuǎn)化為電場能量而導(dǎo)致電壓的升高?？蛰d變壓器在正常運(yùn)行時(shí)表現(xiàn)為一激磁電感。切除空載變壓器就是開斷一個(gè)小容量電感負(fù)荷，會(huì)在變壓器和斷路器上出現(xiàn)很高的過電壓。在開斷并聯(lián)電抗器、消弧線圈等電感元件時(shí)，也會(huì)引起類似的過電壓。

一、發(fā)展過程第二頁，共十頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)研究表明：在切斷100A以上的交流電流時(shí)，開關(guān)觸頭間的電弧通常都是在工頻電流自然過零時(shí)熄滅的；但當(dāng)被切斷的電流較小時(shí)（空載變壓器的激磁電流很小，一般只是額定電流的0.5％～5％，約數(shù)安到數(shù)十安），電弧往往提前熄滅，亦即電流會(huì)在過零之前就被強(qiáng)行切斷（截流現(xiàn)象）。第三頁，共十頁，2022年，8月28日可用圖9-10所示的簡化等值電路來說明這種過電壓的發(fā)展過程。圖中為變壓器的激磁電感，為變壓器繞組及連接線的對(duì)地電容。第四頁，共十頁，2022年，8月28日假如電流是在其自然過零時(shí)被切斷的，電容和電感上的電壓正好等于電源電壓u的幅值。被切斷后的情況是電容上的電荷通過電感作振蕩性放電，并逐漸衰減至零（因?yàn)榇嬖阼F心損耗和電阻損耗），可見這樣的拉閘不會(huì)引起大于的過電壓。如果電流在自然過零之前就被提前切斷，設(shè)此時(shí)的瞬時(shí)值為，的瞬時(shí)值為，則切斷瞬間在電感和電容中所儲(chǔ)存的能量分別為第五頁，共十頁，2022年，8月28日此后即在、構(gòu)成的振蕩回路中發(fā)生電磁振蕩，在某一瞬間，全部電磁能量均變?yōu)殡妶瞿芰浚@時(shí)電容上出現(xiàn)最大電壓若略去截流瞬間電容上所儲(chǔ)存的能量，則式中—變壓器的特性阻抗第六頁，共十頁，2022年，8月28日截流現(xiàn)象通常發(fā)生在電流曲線的下降部分，設(shè)為正值，則相應(yīng)的必為負(fù)值。當(dāng)開關(guān)中突然滅弧時(shí)，中的電流不能突變，將繼續(xù)向充電，使電容上的電壓從“”向更大的負(fù)值方向增大，如圖9-11所示。第七頁，共十頁，2022年，8月28日以上介紹的是理想化了的切除空載變壓器過電壓的發(fā)展過程，實(shí)際過程往往要復(fù)雜得多，斷路器觸頭間會(huì)發(fā)生多次電弧重燃，不過與切空線時(shí)相反，這時(shí)電弧重燃將使電感中的儲(chǔ)能越來越小，從而使過電壓幅值變小。第八頁，共十頁，2022年，8月28日二、影響因素和限制措施

主要影響因素：(一)斷路器性能滅弧能力越強(qiáng)的斷路器，其對(duì)應(yīng)的切空變過電壓最大值越大。(二)變壓器特性優(yōu)質(zhì)導(dǎo)磁材料應(yīng)用日益廣泛，變壓器的激磁電流減小很多變壓器繞組改用糾結(jié)式繞法以及增加靜電屏蔽等措施，使過電壓有所降低。第九頁，共十頁，2022年，8月28日小結(jié)在切斷100A以上的交流電流時(shí)，開關(guān)觸頭間的電弧通常都是在工頻電流自然過零時(shí)熄滅的；但當(dāng)被切斷的電流較小時(shí)，電弧往往提前熄滅，亦即電流會(huì)在過零之前就被強(qiáng)行切斷（截流現(xiàn)象）。電容