CN105140903A - 一种变压器中性点气体绝缘组合电器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于110kV～330kV变压器的中性点气体绝缘组合电器，属于电网输变电技术领域。包括设有操作机构的隔离开关、大电流互感器、小电流互感器、放电间隙和避雷器，小电流互感器一端连接放电间隙，另一端连接隔离开关，大电流互感器通过油气过度套管一端与主变压器相连，另一端与隔离开关和避雷器相连，大电流互感器、隔离开关、小电流互感器、放电间隙、避雷器之间内部形成气体通道且通过充气逆止阀充有六氟化硫气体，外部均采用金属外壳全封闭式连接，放电间隙、隔离开关及避雷器都通过金属外壳接地，金属外壳设有接地端子。本发明具有可靠性高、占地面积小、免维护、无须调整放电间隙电极距离等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种变压器中性点气体绝缘组合电器，尤其是一种适用于110kV～330kV变压器的中性点气体绝缘组合电器，属于电网输变电技术领域。
背景技术
110kV～330kV是供电网络的主要电压等级，属于中性点直接接地系统。接地方式是根据电网的运行方式要求决定的，即接地刀闸的“合—分”位置由电网调度值班人员决定。当中性点不接地时，由于雷击、单相接地短路故障等会造成中性点过电压，而且变压器大多是分级绝缘，因此过电压对变压器中性点的绝缘造成很大威胁，必须对其设置保护装置防止事故发生，即通过放电间隙和中性点避雷器对变压器中性点的绝缘提供保护。
传统敞开式变压器中性点成套装置是集放电间隙、电流互感器、隔离开关、避雷器、端子箱及安装支架等电气设备于一体的装置，但因其暴露在自然环境中，工作可靠性不高，且放电间隙易受外部环境如湿度、海拔高度等因素的影响，故在同一电压等级下，放电间隙的电极距离是有差异的需要进行调整。再者，因敞开式变压器中性点成套装置暴露在空气中，属于带电设备，运行时需要按照相应电压等级的规程要求保持安全距离。
发明内容
本发明提供了一种适用于110kV～330kV变电站的变压器中性点气体绝缘组合电器，采用气体绝缘全封闭组合电器的技术，不但提高了装置的安全可靠性，也无须由于环境改变对放电间隙的电极距离进行调整，实现了免维护和封闭的组合。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种变压器中性点气体绝缘组合电器，与主变压器相连，包括隔离开关、电流互感器、放电间隙和避雷器，隔离开关上设有操作机构，所述电流互感器分为大电流互感器和小电流互感器，所述放电间隙与小电流互感器串联，所述大电流互感器通过油气过度套管一端与主变压器相连，另一端与所述隔离开关和所述避雷器相连，所述大电流互感器、隔离开关、小电流互感器、放电间隙、避雷器之间相连的内部形成气体通道且充有六氟化硫气体，外部均采用金属外壳全封闭式连接，所述变压器中性点气体绝缘组合电器上还设有充气逆止阀，所述放电间隙另一端通过金属外壳接地，所述隔离开关通过金属外壳接地，所述避雷器另一端通过金属外壳接地，所述金属外壳设有接地端子。
作为上述方案的优选，可对上述方案做进一步设置如下：
为便于远程观察隔离开关的实际位置，在所述隔离开关上设有可视窗口，可视窗口上设有视频摄像头。
为达到更好的绝缘和灭弧效果，所述六氟化硫气体密度为0.2～0.3MPa。
为防止六氟化硫气体因泄露而导致全封闭金属外壳内气体密度发生变化，在所述隔离开关上设有气体密度表用于监测气体密度变化。
所述电流互感器优选为电子式电流互感器，利用其暂态特性优良的性能记录中性点零序电流和放电间隙的放电电流的波形，以便对故障进行分析。
上述设置的全封闭金属外壳优选为铝合金外壳，增强了金属外壳的抗腐蚀性，提高了金属外壳作为接地体的导电性能，同时进一步降低了设备重量。
本发明与传统敞开式变压器中性点成套装置相比，具有全封闭结构、不受外部环境的影响、可靠性高、占地面积小、免维护等优点，放电间隙电极距离是固定不变的，不受外部环境因素影响，无须进行调整。
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为图1的接线原理示意图。
具体实施方式
结合图1和图2所示的一种变压器中性点气体绝缘组合电器，本发明采用避雷器和放电间隙并联协同保护的技术方案，本发明所提供的变压器中性点气体绝缘组合电器直接与主变压器相连，其中包括隔离开关4、电流互感器、放电间隙6和避雷器8，隔离开关4上设有操作机构7，操作机构7可根据需要选配手动或自动操作机构，电流互感器分为大电流互感器3和小电流互感器5，大电流互感器3的选用与主变压器的容量有关，小电流互感器5一端连接放电间隙6，另一端连接隔离开关4，大电流互感器3通过油气过度套管2一端与主变压器1相连，另一端与隔离开关4和避雷器8相连，大电流互感器3、避雷器8、隔离开关4、小电流互感器5、放电间隙6之间相连的内部形成气体通道且通过充气逆止阀11充有一定密度的六氟化硫气体，外部均采用金属外壳全封闭式连接，放电间隙6另一端通过金属外壳接地，避雷器8另一端通过金属外壳接地，隔离开关4也通过金属外壳接地，金属外壳还设有接地端子。
上述方案提供的变压器中性点气体绝缘组合电器，采用气体绝缘全封闭式结构，内部充有固定密度的六氟化硫气体，用于绝缘和灭弧，全封闭式结构隔离了外部环境对保护装置内部的影响，因此放电间隙6的电极之间的距离可固定不变，不必根据外部环境进行调整。同时，所有装置都密封在金属外壳内且金属外壳是接地的，因此该装置外部是可以触摸的，与传统敞开式中性点成套装置相比，不但增强了可靠性，实现了免维护，还消除了运行中的不安全因素，更减小了占地面积。
上述提供的变压器中性点气体绝缘组合电器将安装支架与变压器本体进行联合设计，即中性点气体绝缘组合电器作为变压器整体的一部分，由变压器厂商制造和组装，与变压器一同出厂，省去了变压器中性点成套装置现场组装和调试的工作量。变压器与中性点气体绝缘组合电器之间采用油气过度套管2连接的方式，有效解决了两种绝缘介质过度的问题。
作为上述变压器中性点气体绝缘组合电器的进一步优化，还可以进行以下优化设计：
在隔离开关4上开设可视窗口10，可视窗口10上加装视频摄像头，方便远程对隔离开关4的实际位置的观察和监控。
为达到更好的绝缘和灭弧效果，全封闭金属外壳内所充六氟化硫气体密度为0.2～0.3MPa。
全封闭金属外壳内所充的六氟化硫气体压力虽然会受外部环境因素影响有微小变化，但气体密度是固定不变的，为防止出现气体泄漏而导致气体密度发生变化，在隔离开关4上加装带输出节点的气体密度表9，对密封结构内的六氟化硫气体密度实时监测,当监测结果显示全封闭金属外壳内六氟化硫气体压力下降额定压力的15%～20%时，气体密度表9内的接点动作发出告警信号。
上述方案中的电流互感器优选为电子式电流互感器，可利用其暂态特性优良的性能记录中性点零序电流和放电间隙的放电电流的波形，以便对故障进行分析。
上述设置的全封闭金属外壳优选为铝合金外壳，增强了金属外壳的抗腐蚀性，提高了金属外壳作为接地体的导电性能，同时进一步降低了设备重量。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种变压器中性点气体绝缘组合电器，与主变压器相连，包括隔离开关、电流互感器、放电间隙和避雷器，隔离开关上设有操作机构，其特征在于：所述电流互感器分为大电流互感器和小电流互感器，所述放电间隙与小电流互感器串联，所述大电流互感器通过油气过度套管一端与主变压器相连，另一端与所述隔离开关和所述避雷器相连，所述大电流互感器、隔离开关、小电流互感器、放电间隙、避雷器之间相连的内部形成气体通道且充有六氟化硫气体，外部均采用金属外壳全封闭式连接，所述变压器中性点气体绝缘组合电器上还设有充气逆止阀，所述放电间隙另一端通过金属外壳接地，所述隔离开关通过金属外壳接地，所述避雷器另一端通过金属外壳接地，所述金属外壳设有接地端子。
2.根据权利要求1所述的一种变压器中性点气体绝缘组合电器，其特征在于：所述隔离开关上设有可视窗口，可视窗口上设有视频摄像头。
3.根据权利要求2所述的一种变压器中性点气体绝缘组合电器，其特征在于：所述六氟化硫气体密度为0.2～0.3MPa。
4.根据权利要求2所述的一种变压器中性点气体绝缘组合电器，其特征在于：所述隔离开关上设有气体密度表。
5.根据权利要求3所述的一种变压器中性点气体绝缘组合电器，其特征在于：所述隔离开关上设有气体密度表。
6.根据权利要求2所述的一种变压器中性点气体绝缘组合电器，其特征在于：所述电流互感器为电子式电流互感器。
7.根据权利要求3所述的一种变压器中性点气体绝缘组合电器，其特征在于：所述电流互感器为电子式电流互感器。
8.根据权利要求4所述的一种变压器中性点气体绝缘组合电器，其特征在于：所述电流互感器为电子式电流互感器。
9.根据权利要求5所述的一种变压器中性点气体绝缘组合电器，其特征在于：所述电流互感器为电子式电流互感器。
10.根据权利要求1至9所述的任意一种变压器中性点气体绝缘组合电器，其特征在于：所述金属外壳为铝合金外壳。
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