CN202474853U - 组合式中性点过电压保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电压保护装置，公开了一种组合式中性点过电压保护装置，包括氧化锌避雷器（1）、避雷器监测器（2）、绝缘底座（6）和安装底座（5），所述的氧化锌避雷器（1）上端接变压器中性点（7），下端安装在绝缘底座（6）上，避雷器监测器（2）与绝缘底座（6）并联连接，氧化锌避雷器（1）、并联后的避雷器监测器（2）与绝缘底座（6）、安装底座（5）三者串联连接。本实用新型无需切断工频续流、无灭弧电压、无放电伏秒特性、绝缘配合简便,具有安装方便、保护性能好等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电压保护装置，尤其涉及了一种组合式中性点过电压保护装置。
背景技术
110kV及以上电力系统，是采用中性点直接接地的运行方式，又称大电流有效接地系统。运行中的变压器中性点都直接接地，也就不存在中性点的过电压与其保护问题。但在实际运行中，为了限制单相短路电流，防止对通信的干扰以及继电装置整定配置等要求，往往采用部分变压器中性点不接地的运行方式，一般只允许30﹪～50％变压器中性点直接接地，以确保系统的运行安全和稳定性.此外，在某些环形或辐射供电网络中，调度按运行需要控制潮流方向，有意识地安排某一中间或终端变压器中性点不直接接地方式运行。显然，在系统正常运行三相对称情况下，其中性点电位不论接地与否都是零电位，无需采取过电压保护措施.但在运行中常常受到各种因素的干扰，如雷电、操作、拒动、断线、单相接地故障等，变压器中性点将出现很高的过电压并受其损坏，因此必须加以保护。
以往传统的保护方式是:用碳化硅阀式避雷器和棒—棒间隙并联的保护方式.当中性点出现雷电过电压时，由避雷器承当保护功能;当中性点出现暂态过电压时，由棒—棒间隙承当保护功能.即用间隙来保护避雷器，因为这种避雷器动作时若在工频半波后不能熄灭电弧就会导致爆炸，暂态过电压伴随高频或倍频谐振持续时间长，这时则要使间隙动作放电以防止谐振的持续及时切断电源。这就要求此保护装置既要避免暂态过电压过程损坏避雷器，又要防止棒—棒间隙误动作造成全站仃电事故。带来的间题是:
1) 变压器中性点绝缘水平、避雷器保护水平和棒—棒间隙动作特性三者之间的绝缘配合难以尽善，往往顾此失彼。由于碳化硅阀式避雷器的非线性伏安特性差，满足了冲放、残压的要求，则其灭弧电压又偏低，因不能遮断工频续流而引起爆炸；若选择高一级的灭弧电压，则避雷器的冲击放电电压和残压又不能满足绝缘配合的要求；
2）避雷器放电的伏秒特性和棒—棒间隙放电的伏秒特性很难互相匹配；
3）棒—棒间隙放电分散性大，不利于供电安全；
4）棒—棒间隙放电的陡度大，危害变压器的纵绝缘；
5）避雷器和棒—棒间隙分别由不同部门制造和安装，，不成套、麻烦而复杂、工作量大。
随着科学技术的发展，80年代出现了非线性伏安特性优异的氧化锌避雷器（以下称MOA）取代了碳化硅阀式避雷器。近期就有将MOA和间隙（棒间隙、球间隙）并联组装成一体的成套保护设备，显然是沿用上述保护方式。其病弊是：①同样存在中性点绝缘水平、MOA保护水平和间隙放电特性三者之间的绝缘配问题；② 间隙放电的分散性大，掩没了MOA无放电分散性等许多优点，间隙误动作造成仃电事故时常发生；③ 间隙放电的灭弧能力受到各种因素的影响，是个麻烦问题；④间隙放电的陡度大，对变压器的纵绝缘尤其匝间绝缘很不利。
发明内容
本实用新型目的在于克服上述技术中的缺点，提供了一种无需切断工频续流、无灭弧电压、无放电伏秒特性、绝缘配合简便、安装方便、保护性能好的组合式中性点过电压保护成套装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：
组合式中性点过电压保护装置，包括氧化锌避雷器、避雷器监测器、绝缘底座和安装底座，所述的氧化锌避雷器上端接变压器中性点，下端安装在绝缘底座上，避雷器监测器与绝缘底座并联连接，氧化锌避雷器、并联后的避雷器监测器与绝缘底座、安装底座三者串联连接。
作为优选，所述的组合式中性点过电压保护装置，还包括接地开关，接地开关的上端通过导电杆与氧化锌避雷器上端连接，接地开关下端安装在固定在地面上且接地连接的安装底座上。
作为优选，所述的氧化锌避雷器由氧化锌电阻片组成。
作为优选，所述的氧化锌避雷器与变压器中性点之间绝缘配合连接。
本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：1、氧化锌避雷器的主要技术特征是具有优异的非线性伏安特性，在正常运行电压下处于小电流（微安级）工作区，相当于绝缘体，不存在切断工频续流和灭弧电压的问题，其保护水平和变压器中性点绝缘水平的配合有很大的灵活性，无顾此失彼之忧。只要选择好MOA的额定电压（Ur），绝缘配合不会遇到麻烦；2、氧化锌避雷器是无间隙的，没有了间隙放电分散性大和放电电压陡度大带来的危害问题；3、随着氧化锌电阻片制造水平的提高，品质好的氧化锌电阻片（如高能电阻片）的工频电压耐受能力大大加强，只要Ur值及其工频电压耐受时间特性值选取恰当，一旦暂态过电压入侵，MOA将无迟滞地参与暂态过电压的抑制，大大削弱了对变压器绝缘的冲击，免除了间隙误动作的弊病；4、MOA的通流容量大、吸收过电压的能力强，应运在中性点保护上，基本上无需考虑是否会引起热崩溃的问题。且在正常运行电压下，中性点的电位近于零，也就是无持续运行电压，这对MOA的运行寿命相当有利，大大提高了其安全可靠性；5、现场安装简单、方便，工作量小。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的结构示意图。
以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中1—氧化锌避雷器、2—避雷器监测器、3—接地开关、4—导电杆、5—安装底座、6—绝缘底座、7—变压器中性点。
具体实施方式
下面结合附图1与实施例对本实用新型作进一步详细描述：
实施例1
组合式中性点过电压保护装置，如图1所示，包括氧化锌避雷器1、避雷器监测器2、绝缘底座6和安装底座5，所述的氧化锌避雷器1上端接变压器中性点7，下端安装在绝缘底座6上，避雷器监测器2与绝缘底座6并联连接，氧化锌避雷器1、并联后的避雷器监测器2与绝缘底座6、安装底座5三者串联连接。氧化锌避雷器1安装在绝缘底座6上，然后紧固在安装底座5上；避雷器监测器2安装在氧化锌避雷器1的下端和安装底座5之间与绝缘底座6并联，氧化锌避雷器1上端接变压器中性点N并通过导电杆4连接于接地并关3的高压端，接地并关3的下端安装在安装底座5上，安装底座5良好接地。
在正常运行电压下，氧化锌避雷器1不动作，避雷器监测器2显示中性点电位漂移时流过MOA的泄漏电流；当雷击或操作产生的过电压幅值超过氧化锌避雷器的额定电压时，氧化锌避雷器导通将过电压能量吸收泄入地中，避雷器监测器记录其动作次数。当产生暂态过电压时，持续时间一般为10个周波（继电保护应起作用）即0.2S，而品质好的MOA产品能耐受1.3Ur工频电压0.1 S，1.15Ur工频电压10 S，1.0Ur工频电压20min，所以选好暂态过电压的最大值U0mas与MOA额定电压值之比小于⒈15就安全可靠了。
组合式中性点过电压保护装置，还包括接地开关3，接地开关3的上端通过导电杆4与氧化锌避雷器1上端连接，接地开关3下端安装在固定在地面上且接地连接的安装底座5上。接地开关是用于检修、继电保护运作跳闸前后等，改变变压器中性点运行方式，接地或不接地的专用设备。
氧化锌避雷器1由氧化锌电阻片组成。
氧化锌避雷器1与变压器中性点7之间绝缘配合连接。氧化锌避雷器1是具有耐受变压器中性点暂态过电压能力强，且二者绝缘配合优异的避雷器，其涉及到绝缘配合的主要技术参数和保护功能有：变压器中性点暂态过电压U0、电力系统最大工作电压Um、MOA额定电压Ur、MOA标称放电电流残压Ures、MOA工频电压耐受时间特性。其配合特征在于：1、变压器中性点最大暂态过电压U0 max值：
当系统单相接地故障时不接地变压器形成稳态接地短路电流的中性点暂态过电压值：U0=Um（K/K+2）/⒈732，式中：K=Xo/X1 （Xo与X1分别为系统的正序和零序电抗），对于正常运行系统 3＞K＞2，取K=3，此时MOA不应动作；在稳态之前有振荡的过渡过程，其瞬时暂态过电压最大值U0max=（⒈5～⒈8）U0（分别对应纠结式绕组及连续式绕组变压器）。对应于系统Um而言，则为
U0 max=（1.5～1.8）Um（K/K+2）/1.732 = （0.52～0.62）Um。
2、 MOA额定电压Ur值的选择：
参照DL/T620《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》行标，选择Ur值为≥0.57Um和≤0.72Um， 即 Ur =（0.57～0.72）Um。
3、 MOA工频耐受电压时间特性：
MOA工频电压耐受时间特性为：1.3Ur，0.1s；1.15Ur，10.0s；1.0Ur，20min。由于系统是大电流接地，采用中性点有效接地方式和快速继电保护及后备保护，正常的接地故障持续时间t≤0.1s，（据悉继电保护装置第一级保护0.2s动作，第二级保护2s动作，最长的保护时间是4s动作）。DL/T804电力行业标准规定中性点直接接地系统中接地故障持续时间≤10s。可见，具有上述工频电压耐受时间特性的MOA完全能抵制暂态过电压的幅值和吸收释放掉其所产生的能量。
4、MOA标称放电电流残压值Uresr ：设变压器的雷电冲击耐受电压值为Us（即绝缘水平），根据国家标准GB311.1的分级绝缘电力变压器中性点的绝缘水平，按常规确定，Ures≤0.8Um，即配合因素Kc≥1.25。
总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。
Claims (4)
1. 组合式中性点过电压保护装置，包括氧化锌避雷器（1）、避雷器监测器（2）、绝缘底座（6）和安装底座（5），其特征在于：所述的氧化锌避雷器（1）上端接变压器中性点（7），下端安装在绝缘底座（6）上，避雷器监测器（2）与绝缘底座（6）并联连接，氧化锌避雷器（1）、并联后的避雷器监测器（2）与绝缘底座（6）、安装底座（5）三者串联连接。
2. 根据权利要求1所述的组合式中性点过电压保护装置，其特征在于：还包括接地开关（3），接地开关（3）的上端通过导电杆（4）与氧化锌避雷器（1）上端连接，接地开关（3）下端安装在固定在地面上且接地连接的安装底座（5）上。
3. 根据权利要求1所述的组合式中性点过电压保护装置，其特征在于：所述的氧化锌避雷器（1）由氧化锌电阻片组成。
4. 根据权利要求1所述的组合式中性点过电压保护装置，其特征在于：所述的氧化锌避雷器（1）与变压器中性点（7）之间绝缘配合连接。
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