CN206226010U - 变压器中性点接地保护系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的一种变压器中性点接地保护系统，包括用于将高压变压器的中性点与地之间连接的串联谐振装置，所述串联谐振装置在电力系统正常运行时处于工频谐振状态，串联阻抗位零，保证变压器的中性点具有良好的工频接地，装置中的电容元件能够避免由于系统直流分量引起的变压器偏磁现象，当系统出现接地故障时，非线性电感饱和，谐振回路失谐，电容可以有效限制故障相短路电流，从而保证断路器的正常动作，同时，非线性电感可以限制故障电流的上升率，避免暂态电流冲击损坏电容。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电网保护系统，尤其涉及一种变压器中性点接地保护系统。
背景技术
电力系统高压变压器中性点接地方式的选取是一个综合性问题，其与系统供电可靠性、绝缘配合、继电保护、通讯干扰、电气安全等密切相关。
中性点接地的目的在于限制单相接地短路电流，减小外部短路故障对变压器的冲击，从而减小故障电流对设备的危害，降低对用户的停电损失，保障系统运行的可靠性和安全性。随着特高压直流输电系统的飞速发展，直流系统的接地极流入大地的直流电流将对交流电力系统内的电力设备产生影响，使得变压器绕组中流入直流，发生直流偏磁现象，从而引起主变谐波、噪声、过热等问题，严重时可引起变压器、电容器组的损坏，威胁到电网的安全运行。同时，随着电网规模和容量的不断增大，电力系统的短路容量和短路电流也在不断增加。过大的短路电流不仅会造成断路器的选型困难，而且会影响电网的稳定安全运行。
目前，对于高压变压器，中性点接地方式主要有中性点经小电阻接地、中性点经小电抗接地、中性点直接接地、电容隔直等方法，但以上这些接地方式无法同时兼顾对直流偏磁的抑制与对短路故障电流的限制：对于中性点经小电阻接地方式，当系统存在直流分量时，变压器偏磁不能被完全限制；对于中性点经小电抗接地方式，由于电抗本身是感性元件，与线路对地电容构成谐振回路，在一定条件下会发生谐振过电压，同时无法避免变压器偏磁；对于中性点直接接地方式，当系统存在直流分量时，变压器偏磁不能被完全限制，同时无法限制过大的短路电流；对于中性点电容隔直方式，当单相接地故障电流较大时，暂态电流冲击可能损坏电容器。因此，亟需一种新的中性点接地方法，以保障系统运行的可靠性和安全性。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种变压器中性点接地保护系统以解决上述技术问题。
本实用新型提供的一种变压器中性点接地保护系统，包括用于将高压变压器的中性点与地之间连接的串联谐振装置，所述串联谐振装置在电力系统正常运行时处于工频谐振状态。
进一步，所述串联谐振装置包括电感L1和电容C1，所述电感L1的一端与高压变压器的中性点电气连接，电感L1的另一端通过电容C1接地。
进一步，所述电感L1为非线性电感，且在电力系统正常运行时工作在线性区。
进一步，所述串联谐振装置还包括放电间隙，所述放电间隙的一端连接于电感L1和电容C1之间的公共连接点，另一端接地。
进一步，所述串联谐振装置还包括金属氧化物避雷器，所述金属氧化物避雷器与放电间隙的两端连接形成并联结构。
本实用新型的有益效果：本实用新型的变压器中性点接地保护系统，能够保证变压器的中性点具有良好的工频谐振接地，当电力系统中存在直流分量时，电容可以阻隔直流电流，有效避免高压变压器发生偏磁现象，当系统出现单相接地故障时，能够对故障相短路电流进行有效限制，从而保证断路器的正常动作，非线性电感可以限制短路电流上升率，避免电容被暂态电流冲击损坏，同时，电容两端并联间隙和避雷器也可防止电容因过电压而损坏；本实用新型结构简单，设计合理，而且不存在电力电子等控制系统，减小了因电力电子设备故障造成的设备误动或拒动的可能，减小故障电流对人身及设备安全的危害，避免故障点电弧过电压对设备绝缘的损坏，保障系统运行的可靠性和安全性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
图1为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
图1为本实用新型的电路原理图，如图所示，本实用新型提供的一种变压器中性点接地保护系统，包括用于将高压变压器的中性点与地之间连接的串联谐振装置，所述串联谐振装置在电力系统正常运行时处于工频谐振状态，能够保证变压器的中性点具有良好的工频接地，而且能够避免由于直流分量引起的变压器偏磁现象，从而对变压器形成有效的保护，而且当系统出现单相接地故障时，能够对故障相短路电流进行有效限制，从而保证断路器的正常动作。
本实施例中，所述串联谐振装置包括电感L1和电容C1，所述电感L1的一端与高压变压器的中性点电气连接，电感L1的另一端通过电容C1接地，其中，所述电感L1为非线性电感，在电力系统正常运行时，非线性电感L1工作在线性区，电感L1和电容C1组成的串联谐振回路工作在谐振状态，串联谐振回路的工频串联阻抗为零，保证变压器中性点的工频接地。
当系统中存在直流分量时，由于电容C1的作用，直流电流被电容C1隔断，可以防止高压变压器由于直流分量引起的偏磁现象，对变压器形成有效的保护；
当电力系统出现接地故障时，此时，故障电流经非线性电感L1和电容C1流入大地，非线性电感L1可以有效地限制故障电流上升率，避免暂态电流冲击损坏电容C1。
而且在发生接地故障时，流过非线性电感L1的故障电流增大，非线性电感L1逐渐饱和，非线性电感L1和电容C1的谐振状态结束，电容C1接入系统，电容C1能够有效限制故障相的短路电流，保证的断路器正常跳闸。
本实施例中，所述串联谐振装置还包括放电间隙，所述放电间隙的一端连接于电感L1和电容C1之间的公共连接点，另一端接地，当出现短路故障时，电感L1和电容C1公共连接点的对地电压增大，当达到间隙的击穿电压后，间隙放电，电容C1被短路，可以防止过电压冲击损坏电容C1；进一步地，为了增强对电容C1的保护作用，所述串联谐振装置还包括金属氧化物避雷器(英文简称MOA)，所述金属氧化物避雷器与放电间隙的两端连接形成并联结构，通过放电间隙与金属氧化物避雷器的配合工作，有效确保电容C1的安全，延长电容C1的寿命；通过本实施例，可以在不影响变压器正常运行的前提下，避免由系统中直流电流引起的变压器偏磁，也可以减小系统接地短路电流，保证断路器正常工作。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种变压器中性点接地保护系统，其特征在于：包括用于将高压变压器的中性点与地之间连接的串联谐振装置，所述串联谐振装置在电力系统正常运行时处于工频谐振状态。
2.根据权利要求1所述变压器中性点接地保护系统，其特征在于：所述串联谐振装置包括电感L1和电容C1，所述电感L1的一端与高压变压器的中性点电气连接，电感L1的另一端通过电容C1接地。
3.根据权利要求2所述变压器中性点接地保护系统，其特征在于：所述电感L1为非线性电感，且在工作状态中工作在线性区。
4.根据权利要求2所述变压器中性点接地保护系统，其特征在于：所述串联谐振装置还包括放电间隙，所述放电间隙的一端连接于电感L1和电容C1之间的公共连接点，另一端接地。
5.根据权利要求2或4所述变压器中性点接地保护系统，其特征在于：所述串联谐振装置还包括金属氧化物避雷器，所述金属氧化物避雷器与放电间隙的两端连接形成并联结构。
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