变压器是电力系统中重要的变压设备，其绝缘水平相对较弱。造成变压器损坏的原因有很多。过电压造成损坏的可能性最大。过电压是指对绝缘造成危险的突然电压升高。这种异常电压升高的幅度可达设备额定电压的三倍以上，严重威胁变压器绝缘的安全。为了保证变压器安全可靠运行，除了选择质量优良的变压器外，还必须对运行中的变压器采取过电压保护措施。
1 电压产生机制
1.1电网过电压和大气过电压的原因
内部过电压可分为谐振过电压、操作过电压、电弧接地过电压。谐振过电压是由于电网中变压器、配电设备故障引起的过电压。设备的频繁运行使电网中的电感和电容匹配形成谐振电路，在一定条件下产生电能和磁能的转换。操作过电压是由于电网状态突变、电磁场能量突变、大容量设备切换或设备操作不当导致能量快速释放时出现的过电压。电弧接地过电压是由于系统单相接地故障，在接地点产生电弧放电而引起的过电压。
大气过电压是大气中大量带正电的雷云与带负电的雷云相遇时雷云放电引起的。大气过电压可分为直击雷过电压和感应过电压。直击雷过电压是雷云直接对导电体放电引起的过电压，雷云中的大量电荷在导电体上积累；而感应过电压是由电磁场的快速变化引起的。
2 过电压对变压器的危害
在变压器因过电压损坏的事故中，直击雷过电压造成绝缘损坏的概率最高。
当输电线路遭受雷击时，线路中会产生振幅大、作用时间短的非周期脉冲电压波，并以光速沿线路传输。首先，线路避雷器放电，余波通过变压器避雷器进入大地。当残波通过变压器避雷器时，会产生电压降（残压），直接作用于变压器。如果避雷器与变压器之间有一定的电气距离，则残余电压在进入变压器之前会在这段距离上振荡，导致电压升高。从而导致作用在变压器上的过电压高于剩余电压，对变压器的绝缘安全造成很大威胁。大的。
此外，逆变过电压对变压器的危害也不容忽视。当变压器有避雷器保护时，如果变压器高压侧遭受雷击。会使避雷器放电，产生的残压作用在高压绕组上。由于高压绕组的阻抗较大，容抗较小，雷电流仅通过高压绕组的电容流至地。当电流通过接地点放电时，接地电阻上会产生较大的冲击电压降。该电压通过低压中性线施加到低压绕组上，雷电流流过低压绕组产生磁通。根据电磁感应原理，高压绕组中会根据变比产生很高的感应电压，称为“逆变过电压”。这个电压的幅值比残余电压大几倍到几十倍，也会对变压器造成危害。
3 过压保护措施
3.1 安装避雷针保护
避雷针能有效地将雷电流引向自身并安全地导入大地，是防止直接雷击的有效措施。变电站中的变压器等设备一般都有避雷针保护。保护范围取决于避雷器的高度。如果使用多个避雷针，保护范围会更大，效果也会更好。同时，为防止反击事故，要求避雷针的接地电阻符合技术要求，其与构筑物、变压器等设备与地面的距离也必须符合要求。
3.2 设置防雷线
在变电站附近的电源进线段末端架设防雷导线，可以大大降低电源进线的雷电侵入概率。如果雷击在防雷线路之外，流经避雷器的雷电流将因进线本身的阻抗而受到限制。同时，由于冲击电晕对导线的影响，侵入波的陡度和幅度都会减小，从而降低保护变压器的避雷器动作时的残压。
3.3 安装避雷器保护
避雷器的基本部件是安装在密封磁套内的火花隙和非线性电阻器（也称为阀板）。阀板的电阻随通过电流的变化而变化。当较大的雷电流通过阀板时，非线性电阻会表现出较大的电导率，导致避雷器残压较低。在正常电压下，非线性电阻的电导率下降，将工频续流限制在很小的值，为火花隙切断续流创造了良好的条件，降低了避雷器的短时冲击放电电压。如果架空导线被雷击，雷电流侵入波就会沿着导线传输到变压器。它受到避雷器放电的限制，从而保护变压器的安全。
3.4 主变中性点绝缘保护
在35k V及以下系统中，变压器的中性点绝缘根据线电压设计。如果在变电站进线段安装防雷导线，且位于具有多个雷区的单供电变电站内，其三相雷电波侵入的概率较大，因此主变压器的中性点应加避雷器保护。
当雷电波侵入变压器绕组，然后到达不接地的中性点时，相当于末端遇到了开路。侵入波会被反射，冲击电压理论上会增加一倍。实践表明，可以达到1.5U~1.8U，这也会对中性点的绝缘造成威胁。因此，主变压器的中性点应加装避雷器保护。但在非矿化地区，运行经验表明，出线端加装避雷器保护装置后，中性点一般不需要加装保护装置。
3.5 三绕组变压器的保护
三绕组变压器运行时，如果雷电波侵入高压侧，过电压会通过静电耦合和电磁感应传导到低压侧。在高中压工作时，低压侧开路时，低压绕组对地电容较小。开路的低压绕组上的静电感应分量可以达到很高的值，危及低压绕组的绝缘安全。为了限制过电压，需要在变压器低压绕组出线外部安装避雷器进行保护。
如果由于变压器不对称接地故障或断路器非全相运行而产生零序电压，则会通过电容耦合传输到低压侧。这种过电压具有工频性质，会危及低压绕组的绝缘安全。为此，除了选择同期性能好的断路器外，通常可在低压侧母线桥上加装三个Y0接电容，以增大低压对地电容，可以有效地吸收和吸收电能。降低过压降和陡度。从而起到保护作用。
3.6 变压器低压系统保护
农村配电网中，低压线路较长，且大多安装在荒野中，容易遭受雷击。当遭受雷击时，电压分布在低压绕组和接地电阻上。侵入的雷电流会因电磁感应而在高压绕组上根据变比感应出过电压。除了在变压器侧安装避雷器并将变压器可靠接地外，为了防止逆变过电压危及高压绕组绝缘的安全，还必须在低压处安装一组金属氧化物避雷器。侧出线，抑制低压绕组产生的冲击磁力。通过，从而提供过压保护。
另外，如果采用Y、Zn11连接组的变压器，还可以有效抑制正、反向转换过电压，有利于过电压保护。
摘要：电力变压器在分配电能、实现经济运行、传输电能、减少损耗等方面发挥着重要作用。是变电站、发电厂的主要电气设备。电力变压器能否安全运行关系到整个电网的稳定和安全。过电压是威胁变压器稳定运行的主要因素之一。因此，本文重点研究电力变压器的过电压保护措施。
关键词：电源变压器、过电压、保护
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