變壓器是電網變換電壓和傳送電能的電氣設備，是電變頻器網向用戶供電的載體，變壓器的安全可靠運行情系萬家燈火。然而在電網運行中由於諸多原因會產生過電壓，而變壓器的絕緣水平相對比較薄弱，在變壓器損壞的原因中，過電壓造成損壞的概率最大。在電網運行中因某種原因產生過電壓，必將導致變壓器的損壞，其絕緣水平主要由雷電擊耐受電壓和工頻耐受電壓來決定。
過電壓系指對絕緣有危險的突然電壓升高，這種非正常的電壓升高，其幅值可達設備額定電壓的幾倍以上，嚴重威脅變壓器絕緣的安全，若過電壓持續時間較長，必將造成變壓器的損壞。為確保電網運行中變壓器的安全，除選用優質的變壓器外，還要對變壓器設置合理有效的過電壓保護措施。
一、電網過電壓產生的機理
電力系統的過電壓一般可分為暫時過電壓(工頻過電壓、諧振過電壓、弧光接地過電壓)、操作過電壓、雷電過電壓等。暫時過電壓主要由單相接地故障、諧振等引起的。諧振過電壓是電網中電氣設備發生故障，或頻繁操作設備引起電網中電感和電容匹配而構成諧振回路，在一定條件激發下產生電能、磁能轉換而引起的過電壓，如是變壓器的勵磁電感和對地電容產生的鐵磁諧振，其引起的過電壓會更高。弧光接地過電壓系因系統發生單相接地故障伺服馬達，在接地點因弧光放電而引起的過電壓。
操作過電壓系因電網狀態的突變而引起電磁場能量的急劇變化，或投切大容量設備，或是對設備的操作失誤等而引起能量快速釋放時產生的過電壓。主要表現在空載線路、變壓器的開斷和重合閘等。
雷電過電壓是大氣中帶有大量正電荷雷雲與帶負電荷雷雲相遇時，發生雷雲放電而引起的過電壓。雷電過電壓可分為直擊雷過電壓和感應過電壓。直接雷過電壓是雷雲直接對設備、構件等導體的放電產生的，而感應過電壓則是電磁場的急劇變化而產生的。
二、電網過電壓對變壓器的危害
電網中產生的幾種過電壓，真正對變壓器絕緣和保護裝置產生影響的，主要取決於過電壓的波形。幅值和持續時間。考核設備絕緣水平的電壓波形有三種：短波前的雷電波、長波前的操作波和低頻電壓波。設備絕緣對雷電、操作或工頻電壓的耐受能力應由相應的波形電壓來檢驗。
在過電壓對變壓器造成損壞的事故中，雷電過電壓導致絕緣擊穿損壞的機率最多。當電網遭受雷擊時，在線路可程式控制器導線上會產生一種振幅很大，作用時間很短的非周期性脈衝電壓波，它以光速沿線傳輸，先在線路避雷器放電，余波經變壓器入地，當余波經變壓器保護的避雷器時，將產生電壓降(殘壓)而作用在變壓器上。假如變壓器與避雷器之間存在一定電氣距離，殘壓在進入前會在這段距離的導線振蕩而導致電壓的升高，造成加在變壓器上電壓高於殘壓，從而對變壓器絕緣安全造成威脅。所以在安裝變壓器的保護避雷器時，應盡量實現避雷器和變壓器保持零距離。
電網內出現的諧振過電壓或操作過電壓，其過電壓幅值也高，持續時間也較長。同樣也會威脅到變壓器運行的安全，甚至還會導致絕緣擊穿而毀壞變壓器。
此外，逆變換過電壓對變壓器的危害也不容忽視。當變壓器采用避雷器進行防雷保護時，其避雷器接地線、變壓器中性線和變壓器外殼采用"三位一體"的方式接地。變壓器運行中若高壓側遭受雷擊時，會引起避雷器放電，產生的殘壓作用在高壓繞組上。由於高壓繞組阻抗很大，變頻器容抗很小，雷電流只在高壓繞組和對地電容上流過，其電路經接地點放電時，會在接地電阻上產生一個很大的衝擊電壓降，此電壓經過中性線也會施加低壓繞組上，而低壓繞組流過雷電流也會產生磁通。根據電磁感應原理，此磁通會在高壓繞組上按變壓器變化產生很高感應電壓，此電壓稱之為"逆變換過電壓"。該電壓幅值要比殘壓大幾倍到幾十倍，同樣也會造成變壓器絕緣的擊穿而損壞。
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