电力变压器的过电压现象及其保护措施变压器运行时，假如电压超过其最大允许工作电压，称为变压器的过电压。过电压往往对变压器的绝缘有很大的危害，甚至使绝缘击穿。 1 问题提出 变压器运行时，假如电压超过其最大允许工作电压，称为变压器的过电压。过电压往往对变压器的绝缘有很大的危害，甚至使绝缘击穿。过电压分为操作过电压和大气过电压两种。输电线路直接遭雷击或雷云放电时，电磁场的剧烈变化所引起的过电压称为大气过电压;当变压器或线路上的开关合闸或拉闸操作时，因系统中电磁能量振荡和积聚而产生的过电压称为操作过电压。变压器的这两种过电压都是作用时间短促的瞬变过程。 操作过电压一般为额定电压的 3.0～4.5 倍，而大气过电压数值很高，可达额定电压的 8～12 倍，并且绕组中电压分布极不均匀，进线端头部分线匝承受的电压很高。因此，必须实行必要的措施，防止过电压的发生和进行有效的保护。 过电压在变压器中破坏绝缘有两种情况，一是将绕组与铁心(或油箱)之间的绝缘、高压绕组与低压绕组之间的绝缘(这些绝缘称为主绝缘)击穿;另一种是在同一绕组内将匝与匝之间或一段绕组与另一段绕组之间的绝缘击穿。 由于过电压时间极短，电压从零上升到最大值再下降到零均在极短的时间内完成，因而具有高频振荡的特性，其频率可达100kHz 以上。在正常运行时，电网的频率是 50Hz，变压器的容抗很大，而感抗 ωL 很小，因此可以忽略电容的影响，电流完全从绕组内部流过。 2 原因分析 以下简单说明两种不同类型过电压产生的原因: (1)操作过电压 在一般的电网中，使用的绝大多数是降压变压器，下面以降压变压器空载拉闸操作为例说明操作过电压产生的原因。 根据变压器参数的折算法可知，把二次侧(低压侧)电容折算到一次侧(高压侧)时，电容折算值很小，因此二次侧电容的影响可以略去不计。这就是说，空载时可以忽略二次侧的影响。就一次绕组来说，由于每单位长度上的对地电容 CFe'是并联的，故对地总电容值为: CFe=ΣCFe' 由于一次侧单位长度上的匝间电容 Ct'是串联的，故其匝间总电容值为: Ct=1/(Σ1/Ct') 在电力变压器中，通常 CFeCt，所以定性分析时，匝间电容的影响也可略去不计。 空载变压器从电网上拉闸时，假如空载电流的瞬时值不等于零而是某一数值 Ia，这时相应的外施电压瞬时值为 Ua。于是在拉闸操作瞬间，一次侧电感 L1 中储藏的磁场能量为 1/2(L1Ia2)，电容CFe 上储藏的电场能量为 1/2(CFeUa2)。...
