配電變壓器低壓側負載雷電浪涌防護研究

楊劍鋒，牛育忠，呂安璞，陳 彪，肖 揚

（1.國網寧夏電力公司固原供電公司，寧夏固原756000；2.國家電網山東電力設備有限公司，濟南250002）

0 引言

低壓配電系統中存在著大量絕緣耐壓水平較低的電氣電子設備，一旦配電線路遭受雷擊，雷電浪涌沿線路侵入配電系統終端，十分容易導致設備的損壞甚至燒毀[1-2]。為了保護配電變壓器，一般會在變壓器高低壓側安裝避雷器和SPD[3]。但是低壓側SPD與終端負載設備間通過電纜連接，仍存在一定距離，經過SPD限制后的過電壓波在電纜中傳播時可能由于阻抗不匹配產生振蕩導致負載過電壓超過其耐壓水平[4]，因此有必要對配電變壓器低壓側負載雷電浪涌防護進行詳細研究。

目前關于SPD有效保護距離的相關研究已經較為成熟，包括試驗手段[4-5]和軟件仿真[6]等方式。研究也表明[4-6]，被保護設備負載性質的不同會影響SPD的保護效果，進而影響SPD的有效保護距離。但是，相關研究結果都是基于組合波或8/20 μs脈沖電流波形直接沖擊，實際線路雷電過電壓觀測數據[7]表明：線路雷電過電壓一般呈衰減振蕩波形，與試驗或仿真采用的波形存在較大差異，且未考慮配電系統中變壓器、桿塔等因素影響，因此需要研究真實配電系統中雷電浪涌作用下SPD的有效防護距離。此外，目前研究多僅針對純阻性、感性或是容性負載，缺乏對R-C并聯負載和R-L串聯負載等情況的全面分析。

筆者利用PSCAD軟件[8]搭建配電系統模型，采用高頻變壓器模型與IEEE氧化鋅壓敏電阻模型，分析變壓器低壓側負載性質對負載端過電壓的影響，討論不同負載下變壓器低壓側SPD對應的有效保護距離。……