[发明专利]一种用于110kV变压器中性点保护的带并联间隙避雷器

说明书

本发明公开了一种用于110kV变压器中性点保护的带并联间隙避雷器，包括：本体单元、辅助单元和并联间隙；辅助单元的一端用于接地，另一端与本体单元的一端串联，本体单元的另一端用于连接待保护的中性点；并联间隙与辅助单元并联；110kV系统局部失地且发生单相接地短路故障或系统非全相运行时，并联间隙不放电，本体单元与辅助单元串联承担工频过电压，工频过电压幅值低于避雷器U_1mAd.c.；在雷电侵入电站时，当辅助单元承担的电压高于并联间隙放电电压时，并联间隙放电，辅助单元被旁路，此时避雷器整体残压仅为本体单元残压。本发明既能有效降低变压器中性点过电压水平，保护绝缘免受危害；又能保证避雷器自身的安全可靠运行。

技术领域

本发明属于电力系统过电压保护技术领域，涉及一种避雷器，特别涉及一种用于110kV变压器中性点保护的带并联间隙避雷器。

背景技术

根据国标GB/T50064-2014《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》规定，我国110kV及以上交流电力系统通常采取中性点直接接地方式。但在实际系统运行条件下，为限制单相接地短路电流，110kV系统大多变压器采取不接地方式运行；在系统局部失地且发生单相接地短路故障时或操作、雷电波侵入变电站时，不接地变压器中性点上会出现幅值较高的过电压。由于110kV变压器中性点通常采用分级绝缘，中性点绝缘水平低，高幅值的过电压会导致变压器中性点绝缘击穿，因此必须采取有效的防护措施。

目前，传统的防护方式有：避雷器、保护间隙以及保护间隙与避雷器并联。使用避雷器或保护间隙，在系统局部失地且发生单相接地短路故障时自身安全性受到威胁，会导致避雷器爆炸或保护间隙烧损，且保护间隙还存在放电分散性大，易发生误动作等缺陷。保护间隙与避雷器并联保护的配合原则是：在工频暂时过电压下间隙动作，保护避雷器免受危害；在高幅值操作过电压和雷电过电压下，保护间隙不动作，通过避雷器泄放能量，抑制过电压。

目前的保护间隙与避雷器并联方式存在的缺陷包括：运行中，由于保护间隙、避雷器各自的固有特性，两者存在配合盲区，造成盲区内变压器中性点绝缘失保损坏现象。

综上，亟需一种新型的避雷器来适用于110kV变压器中性点面临的过电压与绝缘配合的特殊情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于110kV变压器中性点保护的带并联间隙避雷器，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明的带并联间隙的避雷器，既能有效降低变压器中性点过电压水平，保护绝缘免受危害；又能保证避雷器自身的安全可靠运行。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种用于110kV变压器中性点保护的带并联间隙避雷器，包括：本体单元、辅助单元和并联间隙；所述辅助单元的一端用于接地，另一端与所述本体单元的一端串联，所述本体单元的另一端用于连接待保护的中性点；所述并联间隙与所述辅助单元并联；

其中，当110kV系统局部失地且发生单相接地短路故障或系统非全相运行时，所述并联间隙不放电，所述本体单元与所述辅助单元串联承担工频过电压，工频过电压幅值低于所述避雷器U_1mAd.c.；在雷电侵入电站时，当所述辅助单元承担的电压高于所述并联间隙放电电压时，所述并联间隙放电，所述辅助单元被旁路，此时所述避雷器整体残压仅为本体单元残压；

所述并联间隙的工频放电电压与所述辅助单元最大工频分压U_max间应满足公式(1)；公式(1)的表达式为：

KU_b(1-3σ)＞U_max (1)

其中，K为表征环境条件修正系数，U_b为并联间隙的工频放电电压，U_max为辅助单元最大工频分压，σ为标准偏差。