專利名稱：一種變壓器中性點過電壓保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及變壓器保護技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種變壓器中性點過電壓保護
直O(jiān)
背景技術(shù)：
電力變壓器中性點過電壓防護多年來一直是電網(wǎng)運行中的一個難題，電力變壓器的中性點過電壓的產(chǎn)生會危害變壓器絕緣，例如當雷電波從線路侵入變電站到達變壓器中性點時，會在變壓器中性點處產(chǎn)生較高的雷電過電壓，對變壓器的中性點絕緣構(gòu)成威脅， 甚至使變壓器中性點絕緣損壞；當電網(wǎng)系統(tǒng)單相接地、非全相運行，尤其是黨變壓器勵磁電感與線路對地電容產(chǎn)生諧振時，在變壓器中性點產(chǎn)生工頻暫態(tài)過電壓，對變壓器的中性點絕緣構(gòu)成威脅，甚至使變壓器中性點絕緣損壞。目前常用的變壓器中性點過電壓保護裝置，采用避雷器或者放電間隙，但是，放電間隙存在放電電壓隨機性大、運行參數(shù)不易控制及調(diào)整的問題，避雷器存在因遭受長時間的工頻續(xù)流而發(fā)生爆炸。

實用新型內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，本實用新型實施例提供一種變壓器中性點過電壓保護裝置，以實現(xiàn)運行安全，參數(shù)易于控制、調(diào)整，技術(shù)方案如下一種變壓器中性點過電壓保護裝置，包括避雷器、放電間隙、隔離變壓器、測量單元、控制單元，以及高壓脈沖產(chǎn)生單元，其中所述避雷器連接于變壓器中性點與地之間；所述放電間隙包括設置在同一條豎直直線上的第一放電體和第二放電體，所述第一放電體與所述變壓器的中性點相連，所述第二放電體接地，且該第二放電體內(nèi)設置有觸發(fā)電極，以及設置在所述觸發(fā)電極外的絕緣極；所述測量單元與所述第二放電體相連，用于測量避雷器上工頻電壓的幅值，及所述工頻電壓的持續(xù)時間；所述控制單元的輸入端與所述測量單元相連，輸出端與所述高壓脈沖產(chǎn)生單元的輸入端相連，所述高壓脈沖產(chǎn)生單元的輸出端與所述隔離變壓器的原邊繞組相連，所述隔離變壓器的副邊繞組的一端與所述第二放電體的觸發(fā)電極相連，另一端與所述第二放電體的絕緣極相連；當所述控制單元判斷出所述測量單元測得的所述避雷器上工頻電壓的幅值大于電壓預設值，且所述持續(xù)時間大于時間預設值時，產(chǎn)生觸發(fā)信號，使所述高壓脈沖單元產(chǎn)生高壓脈沖，該高壓脈沖經(jīng)過所述隔離變壓器升壓后觸發(fā)所述觸發(fā)電極放電，誘發(fā)所述放電間隙放電。優(yōu)選的，所述第二放電體包括，用于感應所述避雷器上的工頻電壓的感應電極。優(yōu)選的，所述測量單元包括
4[0013]通過柔性電纜與所述感應電極相連的電壓幅值測量單元，用于根據(jù)所述感應電極上感應的所述避雷器上的工頻電壓，測得該工頻電壓的幅值；與所述感應電極相連的計時單元，用于根據(jù)所述感應電極上感應的所述避雷器上的工頻電壓，記錄該工頻電壓持續(xù)的時間。優(yōu)選的，所述控制單元包括判斷單元和觸發(fā)單元，其中判斷單元，與所述電壓幅值測量單元和所述計時單元相連，當判斷出所述避雷器上的工頻電壓的幅值大于所述電壓預設值，且所述持續(xù)時間大于所述時間預設值時，向所述觸發(fā)單元提供控制信號；觸發(fā)單元，接收到所述判斷單元提供的所述控制信號后產(chǎn)生觸發(fā)信號，提供給所述高壓脈沖產(chǎn)生單元。優(yōu)選的，所述隔離變壓器的原邊繞組的兩端分別通過柔性電纜與所述觸發(fā)電極及絕緣極相連。優(yōu)選的，所述第一放電體安裝在所述第二放電體的正上方，且所述第一放電體和所述第二放電體均為空心金屬球，且所述第二放電體通過金屬管接地。優(yōu)選的，所述感應電極為中空的金屬圓環(huán)，圓環(huán)壁的橫截面為圓形，且所述圓環(huán)的直徑為220mm，所述圓環(huán)壁的截面半徑為20mm。優(yōu)選的，所述感應電極包括第一感應電極和第二感應電極，所述第一感應電極和第二感應電極設置在所述第二放電體的兩側(cè)，且位于球體的水平軸線方向上。優(yōu)選的，所述第一放電體和第二放電體具體為不銹鋼或黃銅空心球，且所述空心球的壁厚為lmm-2mm，直徑為150mm。由以上本實用新型實施例提供的技術(shù)方案可見，測量單元測量避雷器上工頻電壓的幅值及持續(xù)時間，當該工頻電壓的幅值超過電壓預設值，且所述持續(xù)時間超過時間預設值后，控制單元發(fā)出觸發(fā)信號觸發(fā)高壓脈沖產(chǎn)生單元，產(chǎn)生高壓脈沖，該高壓脈沖經(jīng)過隔離變壓器升壓后，誘發(fā)觸發(fā)電極產(chǎn)生火花放電，繼而誘發(fā)放電間隙放電，從而限制了避雷器上的工頻電壓的大小和持續(xù)時間，使得放電間隙和避雷器的保護特性準確匹配，避免了避雷器因遭受長時間的工頻續(xù)流而發(fā)生爆炸的現(xiàn)象的發(fā)生，因此，本實施例提供的變壓器中性點過電壓保護裝置運行安全、運行參數(shù)極易控制調(diào)節(jié)。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例一種變壓器中性點過電壓保護裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例一種放電間隙的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型實施例測量單元和控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然， 所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本實用新型保護的范圍。參見圖1和圖2，圖1示出了本實用新型實施例一種變壓器中性點過電壓保護裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2示出了放電間隙的結(jié)構(gòu)示意圖。該變壓器中性點過電壓保護裝置主要包括避雷器1、放電間隙2、隔離變壓器3、 測量單元4、控制單元5、高壓脈沖產(chǎn)生單元6，其中避雷器1的一端與變壓器的中性點相連，另一端可以通過接地裝置7接地；放電間隙2包括第一放電體21和第二放電體22，第一放電體21與變壓器的中性點相連，第二放電體22接地，且第一放電體21設置在所述第二放電體22的正上方。第二放電體22內(nèi)設置有觸發(fā)電極23，以及設置在觸發(fā)電極23外的絕緣極M。具體的，第一放電體21和第二放電體22可以為金屬空心球，且所述第二放電體通過金屬管9接地。優(yōu)選的，第一放電體21和第二放電體22可以通過不銹鋼或黃銅實現(xiàn)，空心球的壁厚為lmm-2mm，直徑為150mm。測量單元4與第二放電體22相連，用于測量避雷器1上的工頻電壓的幅值及持續(xù)時間?？刂茊卧?，與測量單元相連，用于判斷測得的避雷器1上的工頻電壓的幅值及持續(xù)時間，是否超過電壓預設值和時間預設值，如果是，則輸出觸發(fā)信號。高壓脈沖產(chǎn)生單元6與控制單元5相連，用于根據(jù)控制單元5提供的觸發(fā)信號產(chǎn)生并輸出高壓脈沖。隔離變壓器3的原邊繞組與高壓脈沖產(chǎn)生單元6的輸出端相連，副邊繞組的一端與觸發(fā)電極23相連，另一端與絕緣極M相連。具體的，隔離變壓器的副邊繞組的兩端均通過柔性電纜分別與觸發(fā)電極23、絕緣極M相連，避免放電間隙2放電時，過電壓對控制單元5造成反擊。所述隔離變壓器3，用于將高壓脈沖產(chǎn)生單元6產(chǎn)生的高壓脈沖進行升壓，而且， 隔離變壓器3可以達到IOOkV的沖擊絕緣水平，可以隔離工頻過電壓對工作在低壓側(cè)的測量單元4、控制單元5及高壓脈沖產(chǎn)生單元6的沖擊，從而保證了工作在低壓側(cè)的各單元安全運行。優(yōu)選的，隔離變壓器3、測量單元4、控制單元5及高壓脈沖產(chǎn)生單元6可以安裝在控制柜中，且該控制柜的柜體通過接地裝置7接地，所述第二放電體22通過金屬管固定在該控制柜上。下面詳細說明該變壓器中性點過電壓保護裝置的工作過程電網(wǎng)中發(fā)生過電壓使變壓器的中性點過電壓超過避雷器1的放電電壓時，避雷器工作，即變壓器的中性點過電壓經(jīng)過避雷器對地進行放電。對變壓器中性點進行保護，此時，測量單元4測量避雷器1上的工頻過電壓的幅值及持續(xù)時間，提供給控制單元5 ；當控制單元5判斷出避雷器上的工頻過電壓的幅值大于電壓預設值，且持續(xù)時間大于時間預設值時，產(chǎn)生觸發(fā)信號提供給高壓脈沖產(chǎn)生單元6，使高壓脈沖產(chǎn)生單元6產(chǎn)生高壓脈沖，輸送至隔離變壓器的原邊繞做；高壓脈沖經(jīng)過隔離變壓升壓后輸送至觸發(fā)電極23，從而使觸發(fā)電極23產(chǎn)生火花放電，繼而誘發(fā)放電間隙2放電，即第一放電體21與第二放電體之間進行放電，從而限制了避雷器上的工頻電壓大小和持續(xù)時間，使放電間隙和避雷器的保護特性準確匹配。優(yōu)選的，參見圖1，上述實施例提供的變壓器中性點過電壓保護裝置中的第二放電體22包括感應電極25，用于感應所述避雷器1上的工頻電壓。所述感應電極25為中空的金屬圓環(huán)，其中圓環(huán)壁的截面為圓形，圓環(huán)壁的直徑為 20mm，金屬圓環(huán)的直徑為220mm。感應電極25包括第一感應電極沈和第二感應電極27，且第一感應電極沈和第二感應電極27設置在第二放電體22的兩側(cè)，且位于第二放電體22球體的水平軸線方向上， 第一感應電極沈和第二感應電極27的軸線平行且與所述第二放電體的水平軸線垂直，且處于同一水平面上；具體的，測量單元4可以通過柔性電纜8與第一感應電極沈相連。參見圖3，示出了測量單元及控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖，所述測量單元包括電壓幅值測量單元41和計時單元42，其中電壓幅值測量單元41，用于根據(jù)所述感應電極上感應的所述避雷器上的工頻電壓，測得該工頻電壓的幅值，具體的，電壓幅值測量單元可以通過電壓互感器實現(xiàn)。計時單元42，用于根據(jù)所述感應電極上感應的所述避雷器上的工頻電壓，記錄該工頻電壓持續(xù)的時間，計時單元可以通過計時器實現(xiàn)。所述控制單元包括判斷單元51和觸發(fā)單元52，其中判斷單元51，與電壓幅值測量單元41及計時單元42相連，用于判斷避雷器1中的工頻電壓是否超過電壓預設值，以及避雷器1中的工頻電壓的持續(xù)時間是否超過時間預設值，如果是，則輸出控制信號至觸發(fā)單元52 ；否則，不輸出控制信號。具體的該判斷單元可以通過邏輯電路實現(xiàn)。觸發(fā)單元52，與所述判斷單元51相連，用于根據(jù)接收到的控制信號產(chǎn)生觸發(fā)信號提供給高壓脈沖產(chǎn)生單元。具體的，該觸發(fā)單元可以通過觸發(fā)器實現(xiàn)。以上所述僅是本實用新型的具體實施方式
，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種變壓器中性點過電壓保護裝置，其特征在于，包括避雷器、放電間隙、隔離變壓器、測量單元、控制單元，以及高壓脈沖產(chǎn)生單元，其中所述避雷器連接于變壓器中性點與地之間；所述放電間隙包括設置在同一條豎直直線上的第一放電體和第二放電體，所述第一放電體與所述變壓器的中性點相連，所述第二放電體接地，且該第二放電體內(nèi)設置有觸發(fā)電極，以及設置在所述觸發(fā)電極外的絕緣極；所述測量單元與所述第二放電體相連，用于測量避雷器上工頻電壓的幅值，及所述工頻電壓的持續(xù)時間；所述控制單元的輸入端與所述測量單元相連，輸出端與所述高壓脈沖產(chǎn)生單元的輸入端相連，所述高壓脈沖產(chǎn)生單元的輸出端與所述隔離變壓器的原邊繞組相連，所述隔離變壓器的副邊繞組的一端與所述第二放電體的觸發(fā)電極相連，另一端與所述第二放電體的絕緣極相連；當所述控制單元判斷出所述測量單元測得的所述避雷器上工頻電壓的幅值大于電壓預設值，且所述持續(xù)時間大于時間預設值時，產(chǎn)生觸發(fā)信號，使所述高壓脈沖單元產(chǎn)生高壓脈沖，該高壓脈沖經(jīng)過所述隔離變壓器升壓后觸發(fā)所述觸發(fā)電極放電，誘發(fā)所述放電間隙放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器中性點過電壓保護裝置，其特征在于，所述第二放電體包括，用于感應所述避雷器上的工頻電壓的感應電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器中性點過電壓保護裝置，其特征在于，所述測量單元包括通過柔性電纜與所述感應電極相連的電壓幅值測量單元，用于根據(jù)所述感應電極上感應的所述避雷器上的工頻電壓，測得該工頻電壓的幅值；與所述感應電極相連的計時單元，用于根據(jù)所述感應電極上感應的所述避雷器上的工頻電壓，記錄該工頻電壓持續(xù)的時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變壓器中性點過電壓保護裝置，其特征在于，所述控制單元包括判斷單元和觸發(fā)單元，其中判斷單元，與所述電壓幅值測量單元和所述計時單元相連，當判斷出所述避雷器上的工頻電壓的幅值大于所述電壓預設值，且所述持續(xù)時間大于所述時間預設值時，向所述觸發(fā)單元提供控制信號；觸發(fā)單元，接收到所述判斷單元提供的所述控制信號后產(chǎn)生觸發(fā)信號，提供給所述高壓脈沖產(chǎn)生單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變壓器中性點過電壓保護裝置，其特征在于所述隔離變壓器的原邊繞組的兩端分別通過柔性電纜與所述觸發(fā)電極及絕緣極相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變壓器中性點過電壓保護裝置，其特征在于，所述第一放電體安裝在所述第二放電體的正上方，且所述第一放電體和所述第二放電體均為空心金屬球，且所述第二放電體通過金屬管接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變壓器中性點過電壓保護裝置，其特征在于，所述感應電極為中空的金屬圓環(huán)，圓環(huán)壁的橫截面為圓形，且所述圓環(huán)的直徑為220mm，所述圓環(huán)壁的截面半徑為20mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變壓器中性點過電壓保護裝置，其特征在于所述感應電極包括第一感應電極和第二感應電極，所述第一感應電極和第二感應電極設置在所述第二放電體的兩側(cè)，且位于球體的水平軸線方向上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的變壓器中性點過電壓保護裝置，其特征在于，所述第一放電體和第二放電體具體為不銹鋼或黃銅空心球，且所述空心球的壁厚為lmm-2mm，直徑為150mm。
專利摘要本實用新型公開了一種變壓器中性點過電壓保護裝置，包括避雷器、放電間隙、隔離變壓器、測量單元、控制單元，以及高壓脈沖產(chǎn)生單元，測量單元測量出避雷器上工頻電壓的幅值及持續(xù)時間，當該工頻電壓的幅值超過電壓預設值，且所述持續(xù)時間超過時間預設值后，控制單元發(fā)出觸發(fā)信號觸發(fā)高壓脈沖產(chǎn)生單元，產(chǎn)生高壓脈沖，該高壓脈沖經(jīng)過隔離變壓器升壓后，誘發(fā)觸發(fā)電極產(chǎn)生火花放電，繼而誘發(fā)放電間隙放電，從而限制了避雷器上的工頻電壓的大小和持續(xù)時間，使得放電間隙和避雷器的保護特性準確匹配，避免了避雷器因遭受長時間的工頻續(xù)流而發(fā)生爆炸的現(xiàn)象的發(fā)生，因此，本實施例提供的變壓器中性點過電壓保護裝置運行安全、運行參數(shù)極易控制調(diào)節(jié)。
文檔編號H02H9/06GK202059170SQ20112016121
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者印華, 吳高林, 崔婷, 李勇, 李洪杰, 楊雁, 郭潔 申請人:重慶電力科學試驗研究院