[发明专利]一种110kV变压器中性点保护装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及变压器保护领域，并且更具体地，涉及一种110kV变压器中性点保护装置及方法。

背景技术

为限制单相接地短路电流，防止通讯干扰和继电保护的整定配置等要求，110kV中性点有效接地系统中，部分变压器中性点常采取不接地运行方式。在运行过程中，变压器中性点可能会承受雷电、操作、工频和谐振过电压，这些过电压可能会对变压器中性点的绝缘造成损害。

目前，我国不接地变压器中性点常采用单一棒间隙保护、单一氧化锌避雷器保护和无间隙氧化锌避雷器与棒－棒间隙并联保护，都没有很好地解决变压器中性点的保护问题。主要存在以下缺陷：(1)单一棒间隙在雷电冲击作用下，间隙击穿产生截波，危及变压器中性点绝缘；另外，在实际运行中由于保护间隙不能自熄弧，需要靠继电保护切断电弧，由此可能引发继电保护误动问题；(2)单一金属氧化物避雷器在系统发生单相短路接地且失地或非全相运行等情况下容易发生损坏或爆炸；(3)无间隙金属氧化物避雷器与棒－棒间隙并联，由于避雷器保护水平、棒间隙动作特性与变压器中性点的绝缘水平之间的配合要求很苛刻，实现非常困难。

因此，需要一种110kV变压器中性点保护装置，以解决变压器中性点承受雷电、操作、工频和谐振过电压，对变压器中性点的绝缘造成损害的问题。

发明内容

本发明提供了一种110kV变压器中性点保护装置和方法，解决了避雷器在工频过电压下易发生危险、间隙在雷电冲击下产生截波等间隙与避雷器并联保护中存在绝缘配合困难的问题，可为110kV变压器中性点提供最可靠、完备的保护。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种110kV变压器中性点保护装置，所述装置包括：避雷器、可控间隙单元和控制器，

所述避雷器，与所述可控间隙单元并联，用于在雷电和操作冲击下，避雷器动作限制变压器中性点过电压；

所述可控间隙单元，用于系统发生工频过电压时，可控间隙单元击穿放电，保护变压器中性点绝缘和避雷器；所述可控间隙单元包括：第一均压电容模块和第二均压电容模块，所述第一均压电容模块与所述第二均压电容模块并联，所述第一均压电容模块包括：第一均压电容和固定间隙，第一均压电容和固定间隙并联；所述第二均压电容模块包括：第二均压电容、测量电容和控制间隙，所述第二均压电容与测量电容串联后与控制间隙并联；

所述控制器，用于根据测量电容两端的电压对可控间隙单元的控制间隙的触发动作进行控制；所述控制器包括：检测模块、时序逻辑控制模块和开关控制模块，所述检测模块，用于对测量电容两端的电压进行测量；所述时序逻辑控制模块，用于将所述测量电容两端的电压与预设电压阈值进行比较，并根据比较结果和时间阈值，输出控制信号至开关控制模块；所述开关控制模块，用于根据所控制信号对控制间隙的触发动作进行控制，所述触发动作包括：合闸和分闸。

优选地，其中所述避雷器为无间隙金属氧化物避雷器，避雷器的额定电压为60kV，持续运行电压为48kV，系统标称电压为110kV，标称放电电流1.5kA。

优选地，其中所述控制器还包括：低通滤波模块，

所述低通滤波模块，用于对测量电容两端的电压进行滤波处理。

优选地，其中所述检测模块、时序逻辑控制模块、开关控制模块和低通滤波模块封装在一个机箱中。

根据本发明的另一个方面，提供了一种110kV变压器中性点保护方法，所述方法包括：

在雷电和操作冲击下，利用避雷器动作限制变压器中性点过电压；

在系统发生工频过电压时，利用可控间隙单元击穿放电，保护变压器中性点绝缘和避雷器；

控制器根据测量电容两端的电压对可控间隙单元的控制间隙的触发动作进行控制，其中所述触发动作包括：合闸和分闸。

优选地，其中所述控制器根据测量电容两端的电压对可控间隙单元的控制间隙的触发动作进行控制，包括：

对测量电容两端的电压进行测量；

将经过低通滤波处理的测量电容两端的电压与预设电压阈值进行比较，并根据比较结果和时间阈值输出控制信号；

根据所控制信号对控制间隙的触发动作进行控制。

优选地，其中所述方法还包括：

对测量电容两端的电压进行滤波处理。

优选地，其中所述避雷器为无间隙金属氧化物避雷器，避雷器的额定电压为60kV，持续运行电压为48kV，系统标称电压为110kV，标称放电电流1.5kA。

本发明的有益效果在于：