CN202513569U - 一种变压器中性点过电压保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变压器中性点过电压保护装置，包括电力变压器、接地隔离开关、无间隙金属氧化物避雷器、绝缘底座，所述无间隙金属氧化物避雷器安装在绝缘底座上并且通过外部连接的监测器或放电记数器接地，绝缘底座外侧设置一电流互感器并且该电流互感器与放电间隙位置串联连接后接地；同时，接地隔离开关、无间隙金属氧化物避雷器及监测器或放电记数器串接组合、电流互感器及放电间隙位置串接组合，这三部分并联连接，接于电力变压器的变压器中性点与地之间。本实用新型有益效果为：有利于实现其保护水平、间隙放电特性和变压器中性点绝缘水平三者之间的绝缘配合合理、在中性点保护中不会引起热崩溃、防止误动作引发事故、设备使用寿命长。

Description

一种变压器中性点过电压保护装置

技术领域

本实用新型涉及电力系统的过电压保护技术，尤其涉及一种关于避雷器保护水平、间隙放电和变压器中性点绝缘水平三者之间绝缘配合的变压器中性点过电压保护装置。

背景技术

目前，在110kV及以上电力系统中，其变压器大都以中性点直接接地方式运行，但为了限制短路电流、继电保护整顿配置以及控制潮流方向的需要，往往要将部分变压器中性点以不接地方式运行，如此中性点就要进行保护，以免过电压损坏变压器中性点的绝缘而造成事故。常用的保护方式是用无间隙金属氧化物避雷器(简称MOA)和放电间隙联合保护为主，再配以接地隔离开关、电流互感器的成套装置，其中：接地隔离开关用于改变中性点运行方式，电流互感器用以记录间隙放电时的零序电流，变压器中性点的绝缘主要保护设备是MOA和放电间隙，MOA承担雷电过电压和操作过电压的保护功能，放电间隙承担持续时间长的暂态过电压的保护功能。但现有技术中，间隙的放电特性和MOA的保护水平及变压器中性点绝缘水平三者之间的配合存在很大缺陷，更具体地说是不明确间隙(不论是单一间隙还是控制间隙)的放电电压(工频放电电压及冲击放电电压)与MOA的额定电压(具体到MOA的工频电压耐受时间特性)的合理配合问题；则其间隙的放电电压(尤其是工频放电电压)有时取得过低，这不仅浪费了变压器中性点的绝缘，且使间隙易误动作造成事故；有时取得过高，使间隙无法起到保护作用，从而引起MOA承受不了持续时间长的暂态过电压而导致热崩溃。因此，针对以上方面，需要对现有技术进行合理的改进。

实用新型内容

针对以上缺陷，本实用新型提供一种可使绝缘配合更加合理、不会引起热崩溃、能够避免误动作事故、设备使用寿命长的变压器中性点过电压保护装置，以解决现有技术的诸多不足。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种变压器中性点过电压保护装置，包括电力变压器、接地隔离开关、无间隙金属氧化物避雷器、绝缘底座，所述无间隙金属氧化物避雷器安装在绝缘底座上并且通过外部连接的监测器或放电记数器接地，所述绝缘底座外侧设置一电流互感器并且该电流互感器与放电间隙位置串联连接后接地；同时，所述接地隔离开关、无间隙金属氧化物避雷器及监测器或放电记数器串接组合、电流互感器及放电间隙位置串接组合，这三部分并联连接，接于电力变压器的变压器中性点与地之间。另外，所述监测器或放电记数器上端连接无间隙金属氧化物避雷器并且与绝缘底座并联安装于接地底座上。

对于以上特征，无间隙金属氧化物避雷器(MOA)为高能ZnO电阻片，在此涉及绝缘配合的主要技术参数和保护功能为：额定电压Ur、标称放电电流残压Ures及工频电压耐受时间特性，所述额定电压Ur为系统最高电压Um的0.57倍(Ur≡0.57Um)；所述标称放电电流残压Ures为小于变压器中性点绝缘水平(雷电冲击耐受电压Us)的0.8倍(Ures＝0.8Us＝Us/1.25)；所述工频电压耐受时间特性(高能阀片)为：1.3Ur，0.1s、1.15Ur，10s、1.0Ur，20min；或1.25Ur，0.1s、1.2Ur，1s、1.15Ur，10s、1.0Ur，20min；同时，所述间隙的放电特性为：工频放电电压U_工、雷电冲击放电电压U_冲，所述工频放电电压U_工与MOA的工频电压耐受时间特性配合的原则是：考虑中性点直接接地系统中接地故障持续时间≤10s(DL/T804电力行业标准规定)、快速继电保护和后备保护(前者出现故障而由后备保护起动时t≤0.5s，则取值为：1.05Ur≤U_工＜1.15Ur；所述雷电冲击放电电压U_冲与MOA特性配合的原则是：其值不大于MOA标称放电电流残压(U_冲≯Ures)。

本实用新型所述的变压器中性点过电压保护装置的有益效果为：

(1)有利于充分发挥无间隙金属氧化物避雷器优异的非线性特性，实现其保护水平、间隙放电特性和变压器中性点绝缘水平三者之间的绝缘配合合理；

(2)可发挥避雷器高能阀片抑制暂态过电压的能力及其吸收过电压能量的能力(7kj～13kj)/kV，与间隙工频放电电压合理配合，在中性点保护中不会引起热崩溃；

(3)有利于使间隙工频放电电压特性值与避雷器的工频电压耐受时间特性配合恰当，间隙放电电压受上限值和下限值的控制，分散性小、放电稳定、在避雷器能承受的暂态过电压范围内，间隙不会动作，则不会引起误动作造成的事故；

(4)结合中性点直接接地系统中继电保护(快速保护和后备保护)措施、暂态过电压达稳态值前的振荡过程的持续时间为10个周波左右即0.2s和避雷器工频电压耐受时间特性来选择确定间隙工频放电电压值范围，结构合理、经济实用、设备使用寿命长，从而充分发挥了避雷器和间隙联合保护各自功能的优势。

附图说明

下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型实施例所述变压器中性点过电压保护装置连接示意图。

图中：

1、电力变压器；2、变压器中性点；3、接地隔离开关；4、无间隙金属氧化物避雷器；5、监测器或放电记数器；6、绝缘底座；7、电流互感器；8、放电间隙位置。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型实施例所述的变压器中性点过电压保护装置，包括电力变压器1、接地隔离开关3、无间隙金属氧化物避雷器4、绝缘底座6，所述无间隙金属氧化物避雷器4安装在绝缘底座6上并且通过外部连接的监测器或放电记数器5接地，其中的监测器或放电记数器5上端连接无间隙金属氧化物避雷器4并且与绝缘底座6并联安装于接地底座上，所述绝缘底座6外侧设置一电流互感器7并且该电流互感器7与放电间隙位置8串联连接后接地；同时，所述接地隔离开关3、无间隙金属氧化物避雷器4及监测器或放电记数器5串接组合、电流互感器7及放电间隙位置8串接组合，这三部分并联连接，接于电力变压器1的变压器中性点2与地之间；其中的接地隔离开关3用于改变中性点的运行方式，监测器或放电记数器5用于监测无间隙金属氧化物避雷器4的泄漏电流和动作次数，其中的电流互感器7记录间隙放电时系统的零序电流。

以上实施例是本实用新型较优选具体实施方式的一种，按照以上方案所确定的无间隙金属氧化物避雷器4的保护性能和放电间隙位置8的放电特性配合的原则，取间隙工频放电电压值为MOA额定电压的1.05Ur≤U_工＜1.15Ur，则MOA在1.15Ur的暂态过电压下能耐受时间＞10s，单相接地短路是故障的常见形式，单相接地短路故障引起中性点不接地变压器中性点暂态过电压，并可能出现因断线或开关拒动造成非全相运行时的暂态过电压。中性点电压在趋于稳态值之前有个振荡过程，振荡持续时间约10个周波，电力行业标准规定中性点接地故障持续时间≤10s。这样，在雷电过电压、操作过电压以及各种故障引起的工频暂态过电压(其幅值小于1.05Ur时)均由MOA来承担保护作用，而间隙不能动作，保证供电安全；而当暂态过电压幅值达到或者超过1.15Ur时，间隙准确动作，变压器中性点瞬时接地运行，免除MOA热崩溃事故，紧接着系统跳闸，避免了故障的持续延展。

以上实施例是本实用新型较优选具体实施方式的一种，本领域技术人员在本技术方案范围内进行的通常变化和替换应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (2)

1.一种变压器中性点过电压保护装置，包括电力变压器(1)、接地隔离开关(3)、无间隙金属氧化物避雷器(4)、绝缘底座(6)，其特征在于：所述无间隙金属氧化物避雷器(4)安装在绝缘底座(6)上并且通过外部连接的监测器或放电记数器(5)接地，所述绝缘底座(6)外侧设置一电流互感器(7)并且该电流互感器(7)与放电间隙位置(8)串联连接后接地；同时，所述接地隔离开关(3)、无间隙金属氧化物避雷器(4)及监测器或放电记数器(5)串接组合、电流互感器(7)及放电间隙位置(8)串接组合，这三部分并联连接，接于电力变压器(1)的变压器中性点(2)与地之间。

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：所述监测器或放电记数器(5)上端连接无间隙金属氧化物避雷器(4)并且与绝缘底座(6)并联安装于接地底座上。