CN201066670Y - 变压器中性点过电压保护装置 - Google Patents
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Abstract
一种变压器中性点过电压保护装置，包括放电间隙，高压户外隔离开关以及避雷器，三者上端通过导线相互连接再与变压器中性点连接，放电间隙下端串联电流互感器，电流互感器设置在电流互感器柜体内，避雷器前端串联脱离器，放电间隙为两个垂直同轴导杆，导杆位于放电间隙两侧的端部为曲面体，放电间隙密封于复合绝缘外套内，放电间隙下端设有间隙距离调整机构，复合绝缘外套固定于电流互感器柜体上，电流互感器柜体固定在支架上，支架连接接地线。本实用新型保护特性匹配准确、保护全面、体积小、便于安装调试及可靠性高，解决了保护间隙与避雷器保护特性难以准确匹配，以及放电准确度低的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种过电压保护装置，具体涉及应用于110kV及以上电力系统中性点有效接地系统中一种变压器中性点过电压保护装置。
背景技术
我国110kV及以上电力系统中性点有效接地系统中，所采用的变压器为分级绝缘结构，即变压器绕组中性点的绝缘水平低于绕组端部绝缘水平，其中性点绝缘有35kV、44kV、60kV电压等级，按国标GB311《高压输变电设备的绝缘配合》和行业标准DL/T620《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定：雷电冲击耐受电压(峰值)分别为185kV、250kV、325kV；短时1min工频耐受电压(有效值)分别为85kV、95kV、140kV。在有效接地系统中，为了限制单相接地短路电流、防止通信干扰和满足继电保护整定配置等要求，将部分变压器中性点不直接接地运行，形成局部不接地系统。
对中性点不接地的变压器，中性点绝缘就必须采取过电压保护。当雷电波从线路侵入变电站到达变压器中性点以及系统单相接地、非全相运行、特别是伴随产生变压器励磁电感与线路对地电容谐振时，会产生较高的雷电过电压或工频暂态过电压，对分级绝缘变压器中性点构成威胁，甚至使绝缘损坏。因此，对局部不接地系统的变压器中性点的过电压保护采用氧化锌避雷器加并联间隙的保护方式。
传统的变压器中性点保护装置是：从变压器中性点导体引出，通过放电间隙，串联电流互感器再与磁吹阀式避雷器并联接地。但放电间隙的冲击放电电压和工频放电电压与磁吹阀式避雷器的放电电压(冲击和工频)很难配合，且结构复杂。后来发展为用无间隙金属氧化物避雷器的保护方式，而该避雷器对于持续时间长的谐振过电压和弧光接地过电压，自身因热容量承受能力不足而损坏，则在中性点装设放电间隙与金属氧化物避雷器并联来保护中性点绝缘免受过电压的损坏。当雷电过电压入侵时，避雷器动作起保护作用，间隙不放电；而当工频过电压时，间隙放电起保护作用，减去了避雷器的过负荷，则避雷器不会损坏。
但目前这种保护方法的缺点是：
1、保护间隙与金属氧化物避雷器分别安装，甚至为不同单位先后安装，保护特性难以准确匹配。
2、放电间隙为尖端放电形式或棒状放电形式，放电电压分散性大，准确度低。
3、间隙距离不可调节，不能根据实际系统情况进行调整。
4、放电间隙裸露在空气中，雨、雪、露、雾、潮湿等环境条件时会使放电电压有较大改变，造成误动作；且在风力作用下会造成间隙距离变化。
5、整体结构为钢结构，需要定期防腐和维护。
6、一旦放电间隙失灵，避雷器过负荷发生热崩溃，或避雷器因老化失效导致热崩溃而爆炸，而引起持续故障或扩大事故。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供了一种变压器中性点过电压保护装置，其解决了背景技术中保护间隙与避雷器保护特性难以准确匹配，以及放电准确度低的技术问题。
本实用新型的技术方案是：
一种变压器中性点过电压保护装置，包括放电间隙1，高压户外隔离开关2以及避雷器3，所述的放电间隙1、高压户外隔离开关2以及避雷器3三者上端通过导线相互连接再与变压器中性点连接，所述的放电间隙1下端串联电流互感器5，所述的电流互感器5设置在电流互感器柜体6内，
其特殊之处在于：
所述的避雷器3前端串联脱离器4；所述放电间隙1为两个垂直同轴导杆7；所述的导杆7位于放电间隙1两侧的端部为曲面体8；所述放电间隙1密封于复合绝缘外套9内，放电间隙1下端设有间隙距离调整机构10，复合绝缘外套9固定于电流互感器柜体6上；所述电流互感器柜体6固定在支架11上；所述支架11连接接地线。
上述的曲面体8为球体、半球体、球头或球冠。
上述的曲面体8为椭圆半球体、椭圆球头或椭圆球冠。放电间隙为曲面体，与尖端放电、棒形放电间隙相比，具有放电电压准确度高、分散性小等特点，能够更好与避雷器3的电气性能及变压器中性点的绝缘配合。
上述的脱离器4为避雷器失效脱离器或定向防爆脱离器。
上述的避雷器3为金属氧化物避雷器(俗称氧化锌避雷器)。
上述的电流互感器柜体6为防水柜体。
本实用新型具有以下优点：
1、变压器中性点过电压保护装置是将接地隔离开关、无间隙金属氧化物避雷器、避雷器脱离器、放电间隙和电流互感器等电气设备组合成一体的成套设备，具有保护特性匹配准确、保护全面、体积小、便于安装调试及可靠性高的特点。
2、放电间隙同时保护变压器中性点绝缘以及避雷器，保护效果更好。
3、放电间隙的间隙距离可根据实际要求进行调节；放电间隙电极为曲面体，与尖端放电、棒形放电间隙相比，具有放电电压准确度高、分散性小等特点，能够更好与避雷器的电气性能及变压器中性点的绝缘配合。
4、放电间隙采用封闭式结构，避免了大气环境条件对设备的影响，可使放电电压更加稳定、调整参数方便；放电间隙与导杆为丝杆连接，如放电间隙电极被电弧灼伤，只需更换曲面体。
5、避雷器失效脱离器的使用。当避雷器老化失效时，避雷器失效脱离器动作，将避雷器退出运行与系统隔离，防止避雷器爆炸及事故扩大。
6、整体采用防锈金属材质，整体结构在强大压力下不会发生变形，稳定性强，美观耐腐蚀。
附图说明
图1变压器中性点过电压保护装置原理示意图
附图标号说明：
1-放电间隙；2-高压户外隔离开关；3-避雷器；4-脱离器；5-电流互感器；6-电流互感器柜体；7-导杆；8-曲面体；9-复合绝缘外套；10-间隙距离调整机构；11-支架；
具体实施方式
参见图1，一种变压器中性点过电压保护装置，包括放电间隙1，高压户外隔离开关2以及金属氧化物避雷器3，放电间隙1、高压户外隔离开关2以及金属氧化物避雷器3三者上端通过导线相互连接在一起再与变压器中性点连接，放电间隙1下端串联电流互感器5，电流互感器5设置在电流互感器防水柜体6内，金属氧化物避雷器3前端串联脱离器4；放电间隙1为两个垂直同轴导杆7；所述的导杆7位于放电间隙1两侧的端部为球体；放电间隙1密封于复合绝缘外套9内，放电间隙1下端设有间隙距离调整机构10，复合绝缘外套9固定于电流互感器防水柜体6上；所述电流互感器防水柜体6固定在支架11上；所述支架11联接接地线。
脱离器4与金属氧化物避雷器3有一定距离，以高压软线联接。一旦金属氧化物避雷器3失效，则脱离机构动作脱落，将金属氧化物避雷器3与系统隔开，退出运行，避免事故扩大。
三个部分的上端以导电排连接，并以导电体连接在变压器中性点上，三个部分保持一定距离，固定在支架上，支架固定在砼杆上，支架连接接地线。
工作时，当变压器中性点出现工频过电压尤其是谐振过电压或弧光接地过电压时，金属氧化物避雷器3不动作，间隙1击穿放电，放电电弧将变压器中性点接地，电网转为由电弧接地的有效接地电网，保护变压器中性点绝缘及线端设备的绝缘，并防止金属氧化物避雷器3因通流容量不够发生爆炸，电流互感器5测出电流值。当变压器中性点出现雷电过电压时，放电间隙1不放电，金属氧化物避雷器3动作，将雷电过电压限制在某一定值，有效保护变压器中性点绝缘。当金属氧化物避雷器3老化失效时，脱离器4动作，将金属氧化物避雷器3退出运行与系统隔离，可防止金属氧化物避雷器3爆炸或事故持续。高压户外隔离开关2可实现变压器中性点直接接地，并在需要检修时，可保证检修工作的安全。
Claims (6)
1.一种变压器中性点过电压保护装置，包括放电间隙(1)，高压户外隔离开关(2)以及避雷器(3)，所述的放电间隙(1)、高压户外隔离开关(2)以及避雷器(3)三者上端通过导线相互连接再与变压器中性点连接，所述的放电间隙(1)下端串联电流互感器(5)，所述的电流互感器(5)设置在电流互感器柜体(6)内，
其特征在于：
所述的避雷器(3)前端串联脱离器(4)；所述放电间隙(1)为两个垂直同轴导杆(7)；所述的导杆(7)位于放电间隙(1)两侧的端部为曲面体(8)；所述放电间隙(1)密封于复合绝缘外套(9)内，放电间隙(1)下端设有间隙距离调整机构(10)，复合绝缘外套(9)固定于电流互感器柜体(6)上；所述电流互感器柜体(6)固定在支架(11)上；所述支架(11)连接接地线。
2.根据权利要求1所述的变压器中性点过电压保护装置，其特征在于：所述的曲面体(8)为球体、半球体、球头或球冠。
3.根据权利要求1所述的变压器中性点过电压保护装置，其特征在于：所述的曲面体(8)为椭圆半球体、椭圆球头或椭圆球冠。
4.根据权利要求1、2或3所述的变压器中性点过电压保护装置，其特征在于：所述的脱离器(4)为避雷器失效脱离器或定向防爆脱离器。
5.根据权利要求4所述的变压器中性点过电压保护装置，其特征在于：所述的避雷器(3)为金属氧化物避雷器。
6.根据权利要求5所述的变压器中性点过电压保护装置，其特征在于：所述的电流互感器柜体(6)为防水柜体。
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