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1、第三节切除空载变压器过电压第1页，本讲稿共10页产生这种过电压的原因是流过电感的电流在到达自然零值之前就被断路器强行切断，从而迫使储存在电感中的磁场能量转化为电场能量而导致电压的升高。空载变压器在正常运行时表现为一激磁电感。切除空载变压器就是开断一个小容量电感负荷，会在变压器和断路器上出现很高的过电压。在开断并联电抗器、消弧线圈等电感元件时，也会引起类似的过电压。一、发展过程第2页，本讲稿共10页实验研究表明：在切断100A以上的交流电流时，开关触头间的电弧通常都是在工频电流自然过零时熄灭的；但当被切断的电流较小时（空载变压器的激磁电流很小，一般只是额定电流的0.55，约数安到数十安），电弧往
2、往提前熄灭，亦即电流会在过零之前就被强行切断（截流现象）。第3页，本讲稿共10页可用图9-10所示的简化等值电路来说明这种过电压的发展过程。图中 为变压器的激磁电感，为变压器绕组及连接线的对地电容。第4页，本讲稿共10页假如电流 是在其自然过零时被切断的，电容 和电感 上的电压正好等于电源电压u的幅值 。被切断后的情况是电容 上的电荷通过电感 作振荡性放电，并逐渐衰减至零（因为存在铁心损耗和电阻损耗），可见这样的拉闸不会引起大于 的过电压。如果电流 在自然过零之前就被提前切断，设此时 的瞬时值为 ，的瞬时值为 ，则切断瞬间在电感和电容中所储存的能量分别为第5页，本讲稿共10页此后即在 、构成的
3、振荡回路中发生电磁振荡，在某一瞬间，全部电磁能量均变为电场能量，这时电容 上出现最大电压若略去截流瞬间电容上所储存的能量 ，则式中 变压器的特性阻抗第6页，本讲稿共10页截流现象通常发生在电流曲线的下降部分，设 为正值，则相应的 必为负值。当开关中突然灭弧时，中的电 流 不能突变，将继续向 充电，使电容上的电压从“”向更大的负值方向增大，如图9-11所示。第7页，本讲稿共10页以上介绍的是理想化了的切除空载变压器过电压的发展过程，实际过程往往要复杂得多，断路器触头间会发生多次电弧重燃，不过与切空线时相反，这时电弧重燃将使电感中的储能越来越小，从而使过电压幅值变小。第8页，本讲稿共10页二、影响因素和限制措施 主要影响因素：(一)断路器性能 灭弧能力越强的断路器，其对应的切空变过电压最大值越大。(二)变压器特性 优质导磁材料应用日益广泛，变压器的激磁电流减小很多 变压器绕组改用纠结式绕法以及增加静电屏蔽等措施，使过电压有所降低。第9页，本讲稿共10页小 结在切断100A以上的交流电流时，开关触头间的电弧通常都是在工频电流自然过零时熄灭的；但当被切断的电流较小时，电弧往往提前熄灭，亦即电流会在过零之前就被强行切断（截流现象）。电容 上出现的最大电压 影响切除空载变压器过电压的因素主要有：断路器性能和变压器特性。（本节完）第10页，本讲稿共10页