一种变压器中性点保护装置的制作方法

本发明涉及变电工程领域，尤其涉及一种变压器中性点保护装置。

背景技术：

现有技术中，110、220 KV变电系统采用中性点有效接地的方式，为了限制单相接地短路电流，防止通讯干扰及继电保护整体配置等要求，通常采取部分变压器中性点不接地运行。

目前，雷电过电压和幅值较高的工频过电压对变压器中性点绝缘的危害较大，现有的变压器中性点保护装置通常采用工频间隙保护，雷电过电压、操作过电压避雷器保护的方案。但是，从目前运行情况来看，保护间隙动作特性分散性很大，出现误动的几率有所提升，影响电网运行的可靠性，例如：保护间隙在暂态过电压下误动引起零序保护动作跳主变压器，保护间隙在工频过电压下拒动造成避雷器爆炸，并造成变压器中性点长时间承受工频过电压，绝缘安全受到威胁。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种变压器中性点保护装置，能够使变压器中性点保护间隙在发生工频过电压时可靠动作，在发生雷电过电压和操作过电压时不动作，以保护变压器中性点绝缘，确保避雷器不会由于通过电流时间过长而发生爆炸；结构合理，安全高效可靠。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种变压器中性点保护装置，包括：金属氧化物避雷器；与金属氧化物避雷器并联的用以通过火花放电进行触发的球电极保护装置，球电极保护装置至少包括：第一放电球隙、第二放电球隙以及用以在脉冲高电压的作用下放电产生火花的触发电极，其中：作用在触发电极上的脉冲高电压使触发电极与第一放电球隙或第二放电球隙间放电并产生火花，使第一放电球隙和第二放电球隙之间的击穿电压降低和/或第一放电球隙和第二放电球隙之间的球间隙发生击穿。

其中，变压器中性点保护装置还包括：与金属氧化物避雷器并联的用以对变压器中性点的工频过电压进行分压的电容分压器，电容分压器至少包括第一电容分压器和与第一电容分压器相连的第二电容分压器，其中：变压器中性点的工频过电压由电容分压器分压后在第一电容分压器或第二电容分压器上分得了工频电压，工频电压与变压器中性点的工频过电压成比例。

其中，变压器中性点保护装置还包括：并联在第一电容分压器或第二电容分压器上的隔离变压器；连接在隔离变压器上的阻尼电阻，以及分别与隔离变压器、阻尼电阻和金属氧化物避雷器相连的全波整流桥，其中：工频电压经隔离变压器再经阻尼电阻进入全波整流桥后整流为直流电压。

其中，变压器中性点保护装置还包括：分别与全波整流桥和金属氧化物避雷器相连的储能电容器；与储能电容器相连的高压触发二极管；以及与高压触发二极管相连的脉冲变压器，其中：直流电压给储能电容器充电，当储能电容器的充电电压超过高压触发二极管的额定触发电压时，高压触发二极管触发。

其中，储能电容器经高压触发二极管的触发后对脉冲变压器的原边放电，脉冲变压器在其副边产生作用于触发电极的脉冲高电压。

其中，变压器中性点保护装置还包括：并联在储能电容器上的放电电阻。

其中，金属氧化物避雷器为氧化锌避雷器。

其中，触发电极与第一放电球隙或第二放电球隙间放电产生火花可为第一放电球隙和第二放电球隙间的电场提供大量带电粒子。

实施本发明的变压器中性点保护装置，具有如下的有益效果：

第一、作用在触发电极上的脉冲高电压使触发电极与第一放电球隙或第二放电球隙间放电并产生火花，使第一放电球隙和第二放电球隙之间的击穿电压降低和/或第一放电球隙和第二放电球隙之间的球间隙发生击穿，能够使变压器中性点保护间隙在发生工频过电压时可靠动作，在发生雷电过电压和操作过电压时不动作，以保护变压器中性点绝缘，确保避雷器不会由于通过电流时间过长而发生爆炸；降低了保护间隙动作的分散性，更好的与金属氧化物避雷器配合，改善装置的稳定性及动作可靠性。

第二、结构合理，安全高效可靠，能够更好的保证电网的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例变压器中性点保护装置的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，为本发明变压器中性点保护装置的实施例一。

本发明实施例提供了一种变压器中性点保护装置，包括：金属氧化物避雷器和球电极保护装置。

本实施例中的金属氧化物避雷器为氧化锌避雷器MOA。

球电极保护装置与金属氧化物避雷器MOA并联接，其作用是通过火花放电进行触发，起到点火的作用，由这个局部的火花放电所产生的电子引发整个气体间隙的击穿。

具体实施时，球电极保护装置至少包括：第一放电球隙G1、第二放电球隙G2以及用以在脉冲高电压的作用下放电产生火花的触发电极J，其中：作用在触发电极J上的脉冲高电压使触发电极J与第一放电球隙G1或第二放电球隙G2（本实施例中为触发电极J与第二放电球隙G2）间放电并产生火花，使第一放电球隙G1和第二放电球隙隙G2之间的击穿电压降低和/或第一放电球隙G1和第二放电球隙G2之间的球间隙发生击穿。

可以理解的是，根据实际的使用布置需求，也可以是触发电极J与第一放电球隙G1间放电并产生火花，并不影响实施。

进一步的，变压器中性点保护装置还包括：与金属氧化物避雷器MOA并联的用以对变压器中性点的工频过电压进行分压的电容分压器。本实施例中，电容分压器包括但不限于第一电容分压器C1和与第一电容分压器C1相连的第二电容分压器C2，其中：变压器中性点的工频过电压由电容分压器分压后在第一电容分压器C1或第二电容分压器C2(本实施例中为工频过电压由电容分压器分压后在第二电容分压器C2)上分得了工频电压，该工频电压与变压器中性点的工频过电压成比例。

可以理解的是，根据实际的使用布置需求，也可以是工频过电压由电容分压器分压后在第一电容分压器C1上分得了工频电压，该工频电压与变压器中性点的工频过电压成比例。并不影响实施。

进一步的，变压器中性点保护装置还包括：并联在第一电容分压器C1或第二电容分压器C2上的隔离变压器T1；连接在隔离变压器T1上的阻尼电阻R1，以及分别与隔离变压器T1、阻尼电阻R1和金属氧化物避雷器MOA相连的全波整流桥D1，其中：工频电压经隔离变压器T1再经阻尼电阻R1进入全波整流桥D1后整流为直流电压。

进一步的，变压器中性点保护装置还包括：分别与全波整流桥D1和金属氧化物避雷器MOA相连的储能电容器C；与储能电容器C相连的高压触发二极管D2；以及与高压触发二极管D2相连的脉冲变压器T2，其中：直流电压给储能电容器C充电，当储能电容器C的充电电压超过高压触发二极管D2的额定触发电压时，高压触发二极管D2触发。

其中，储能电容器C经高压触发二极管D2的触发后对脉冲变压器T2的原边放电，脉冲变压器T2在其副边产生作用于触发电极J的脉冲高电压。

进一步的，变压器中性点保护装置还包括：并联在储能电容器C上的放电电阻R2。

本发明实施例的一种变压器中性点保护装置在具体实施时，在需要第一放电球隙G1和第二放电球隙G2间的球间隙动作时，引入一个局部的火花放电，起点火作用，由局部火花放电所产生的电子引发整个气体间隙的击穿。

具体地，变压器中性点的工频过电压由第一电容分压器C1和第二电容分压器C2分压后在第二电容分压器C2上分得了工频电压，此工频电压与变压器中性点工频过电压成比例，此工频电压经隔离变压器T1后经过阻尼电阻R1进入全波整流桥D1整流为直流电压，该直流电压给储能电容器C充电，当储能电容器C的充电电压超过高压触发二极管D2的额定触发电压时，其中：高压触发二极管D2的额定触发电压事先设定的阈值，高压触发二极管D2触发，储能电容器C经过高压触发二极管D2对脉冲变压器T2原边放电，在其副边产生脉冲高电压，该脉冲高电压作用于触发电极J，这时触发电极J与第二放电球隙G2间放电并产生火花，既产生点火效果，该放电为第一放电球隙G1和第二放电球隙G2间的电场提供大量带电粒子，使得第一放电球隙G1和第二放电球隙G2间的球间隙的击穿电压大大降低，最终使第一放电球隙G1和第二放电球隙G2间的球间隙发生击穿。

由于阻尼电阻R1的存在，使得在雷电冲击电压，操作冲击电压等持续时间较短的暂态过电压作用下储能电容器不能储存足够的能量，从而也就不会产生点火触发脉冲电压，所以，在持续时间较短的暂态过电压下，球间隙的击穿电压就会很高，不会发生点火触发放电，并且不会在避雷器残压下发生误动。

本发明变压器中性点保护装置的其它实施方式中，第一放电球隙G1和第二放电球隙G2间的球电极长度和内部控制电路的参数都可以进行调节，可根据实际运行过程中变压器中性点出现的过电压水平，来确定火花触发间隙各部分的尺寸及参数，达到避免避雷器和间隙误动和拒动的目的，保护变压器中性点绝缘，提高电网稳定性。

实施本发明的变压器中性点保护装置，具有如下的有益效果：

第一、作用在触发电极上的脉冲高电压使触发电极与第一放电球隙或第二放电球隙间放电并产生火花，使第一放电球隙和第二放电球隙之间的击穿电压降低和/或第一放电球隙和第二放电球隙之间的球间隙发生击穿，能够使变压器中性点保护间隙在发生工频过电压时可靠动作，在发生雷电过电压和操作过电压时不动作，以保护变压器中性点绝缘，确保避雷器不会由于通过电流时间过长而发生爆炸；降低了保护间隙动作的分散性，更好的与金属氧化物避雷器配合，改善装置的稳定性及动作可靠性。

第二、结构合理，安全高效可靠，能够更好的保证电网的稳定性。