1、過電壓的概念：

當(dāng)變壓器運(yùn)行時，如果電壓超過它的*大允許工作電壓，就稱為變壓器的過電壓。

2、過電壓的分類：

過電壓往往會對變壓器的絕緣造成很大的危害,甚至使絕緣擊穿。

過電壓可分為大氣過電壓和操作過電壓兩種：

(1)大氣過電壓：輸電線路直接遭雷擊或雷云放電時,電磁場的劇烈變化所引起的過電壓稱為大氣過電壓；變壓器直流電阻測試儀

(2)操作過電壓：當(dāng)變壓器或線路上的開關(guān)進(jìn)行合閘或拉閘操作時,因系統(tǒng)中電磁能量振蕩和積聚而產(chǎn)生的過電壓稱為操作過電壓。

變壓器的這兩種過電壓都是作用時間短促的瞬變過程。操作過電壓一般為額定電壓的3.0一4.5倍，而大氣過電壓數(shù)值很高，可達(dá)額定電壓的8一12 倍，并且繞組中電壓分布極不均勻，進(jìn)線端頭部分線匝受到的電壓很高。因此，必須采取必要的措施，變壓器直流電阻測試儀防止過電壓的發(fā)生和進(jìn)行有效的保護(hù)。

3、過電壓在變壓器中破壞絕緣有兩種情況，一種是將繞組與鐵心(或油箱)之間的絕緣高壓繞組與低壓繞組之間的絕緣 (這些絕緣稱為主絕緣)擊穿;另一種是在同一繞組內(nèi)將匝與匝之間或一段繞組與另一段繞組之間的絕緣擊穿。由于過電壓時間極短，電壓從零上升到*大值再下降到零均在極短的時間內(nèi)完成，因而具有高頻振蕩的特性，其頻率可達(dá)100kHz以上。在正常運(yùn)行時，電網(wǎng)的頻率是50Hz，變壓器的容抗很大，而感抗wL很小，因此可以忽略電容的影響，電流完全從繞組內(nèi)部流過。 

4、原因分析

下面簡單說明兩種不同類型過電壓產(chǎn)生的原因。

(1) 操作過電壓

在一般配電網(wǎng)中，使用的絕大多數(shù)是降壓變壓器，下面就以降壓變壓器空載拉閘操作為例說明操作過電壓產(chǎn)生的原因。

在定性分析時，匝間電容的影響可略去不計(jì)。空載變壓器從電網(wǎng)上拉閘時，如果空載電流的瞬時值不等于零而是某一數(shù)值Ia，這時相應(yīng)的外施電壓瞬時值為Ua。于是在拉閘操作瞬間，電感L1中儲藏的磁場能量為1/2Ll?I2a,電容C’Fe上儲藏的電場能量為1/2C’FeU2a。由于這時變壓器的電路是由電感L1電容C’Fe并聯(lián)的電路，故在拉閘操作瞬間，回路內(nèi)將發(fā)生電磁振蕩過程。在振蕩過程中，當(dāng)某一瞬間電流等于零時，此時磁場能量全部轉(zhuǎn)化為電場能量，由電容吸收，電容上的電壓便升高到*大值Ucmax。當(dāng)拉閘操作電流和電容上的電壓一定時，繞組的電感愈大，對地電容愈小，則拉閘操作過電壓愈高。在電力系統(tǒng)中，操作過電壓通常不超過額定電壓的30一4.5倍。

(2) 大氣過電壓 

大氣過電壓是由輸電線路直接遭受雷擊或雷云放電時，電磁場的劇烈變化所引起的。當(dāng)輸電線路直接遭受雷擊時，雷云所帶的大量電荷(設(shè)為正電荷)通過放電渠道落到輸電線上，大量的自由電荷向輸電線路的兩端傳播，就在輸電線上引起沖擊過電壓，稱為雷電過電壓。雷電波由零上升到*大值這一段稱為波頭，下降部分稱為波尾。如果把波頭所占時間看成是周期波的1/4周期，則雷電波可看成是頻率極高的周期性波。這樣，當(dāng)過電壓波到達(dá)變壓器接線端時，相當(dāng)于給變壓器加上了一個頻率極高的高電壓。這一瞬變過程很快，一開始，由于在高頻下wL很大，因此，1/wC很小，電流只從高壓繞組的匝電容和對地電容中流過。由于低壓繞組靠近鐵心，它對地電容很大 (即容抗很小)，可近似地認(rèn)為低壓繞組接地。當(dāng)雷電波襲擊時，沿繞組高度上的電壓分布取決于匝間電容C’Fe，和對地電容C’Fe的比例。在一般情況下，由于兩種電容都存在，過電壓時，一部分電流由對地電容分流，故每個匝間電容流的電流不相等，靠近輸電線端的匝間電容流過的電流*大，越往后則越小。隨著電壓沿繞組高度的分布變?yōu)椴痪鶆?，起始電壓分布很不均勻，靠近輸電線端的前幾匝間出現(xiàn)很大的電壓梯度，因此，在靠近輸電線端的前幾個線匝里，匝間絕緣受到很大的威脅，這時*高匝間電壓可能高達(dá)額定電壓的50一200倍。