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电力变压器间隙保护的作用是什么(图文)

作者:刘露寒发布时间:2024-03-21 17:29:54

电力变压器间隙保护的作用

关于电力变压器间隙保护的构成与作用,变压器保护设置了间隙保护,在变压器出现问题时及时切除系统故障,间隙保护在变压器中性点不接地时投入,变压器间隙保护和接地保护有什么区别,一起来看下。

一、电力变压器间隙保护的构成与作用

间隙保护是过电压保护的一种,对应不同的电压,用两根尖端金属棒,一根接在设备电压端,一根与接地网连接,两根金属棒尖端相对,但是中间有间隙,当过电压进入设备时,该间隙先被过电压击穿导通,从而避免设备被过电压击穿。

对于中心点不解地运行的变压器,但系统发生接地故障时会在变压器器中型点产生高电压,从而威胁变压器的绝缘,为此但中性点不接地时,会在变压器中心点与打的中间设置放电间隙,但因接地故障而在变压器中心点产生高电压时,通过放电间隙击穿的方式保证中心点的电位不至于威胁到变压器的安全。

这种方式还只是保证变压器自身安全的权宜之计,其实最需要做的是切除系统故障,为此变压器保护设置了间隙保护,间隙保护在变压器中性点不接地时投入,间隙保护采用零序电流继电器和零序电压继电器并联的方式构成,经短延时(一般为0.5s)出口跳闸。

但系统发生接地故障时,如果高电压尚不足以使放电间隙击穿,那么接在母线TV零序电压回路的零序电压继电器在合理整定的前提下会动作,如果放电间隙击穿,那么接在间隙与大地之间的间隙电流TA中流过的电流又会是零序电流继电器动作,如果接地故障为间隙性弧光接地,则会出现过压继电器和零序电流继电器交替动作的情况,也不至于出现使间隙保护的时间元件返回的问题,但间隙保护延时达到,保护出口跳开变压器各侧断路器从而切除故障。

在有的变压器保护装置方式中,间隙保护中的零序过压和零序过流的功能是分开的。我们把他们分别称作零序过压和间隙过流。但我们应该清楚两者是同一种保护的构成部分,在投退操作应一起进行。

二、变压器间隙保护和接地保护有什么区别

在中性点接地系统中发生接地时,零序电流通过变压器中性线形成回路,在中性线上装设电流互感器检测零序电流构成接地保护。

但如果所有变压器中性点都接地,那么接地点的短路电流就分流到了许多台变压器上了,造成保护灵敏度降低。

电力变压器间隙保护的作用是什么(第2页)

为保证保护的灵敏度,就不能将所有变压器中性点接地。而为了防止中性点不接地变压器中性点电压在故障时升高伤害变压器绝缘,所以不直接接地的变压器中性点采用间隙保护。

当中性点电压升高时,空气间隙被击穿引起电弧,将中性点接地。当电压降低后,电弧熄灭,中性点又不接地了。如果在这个间隙保护回路上加一个电流互感器,在保护动作时,电流流过发出信号,如果其他保护没有正确动作,电流一直持续,经过一定延时,也能动作跳开开关。

接地保护是一个限制短路电流的保护,而间隙保护则是为了防止变压器中性点过电压的保护。

小知识:变压器中性点间隙保护装置

转自百度百科:https://baike.baidu.com/item/变压器中性点间隙保护装置/

110kV、220kV是供电网络的主要电压等级,由于电压很高, 中性点一般采用直接接地方式,由于继电保护整定配置及防止通讯干扰等方面的要求,为了限制单相短路电流,其中有部分变压器采用中性点不接地方式。在这种运行方式下,由于雷击、单相接地短路故障等会造成中性点过电压,而且变压器大多是分级绝缘,因此过电压对中性点的绝缘造成很大威胁,必须对其设置保护装置防止事故发生。

变压器中性点间隙保护装置严格按照DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》、GB311.1-1997《高压输变电设备的绝缘配合》、《防止电力生产重大事故的25项重点要求》辅导教材中有关棒间隙的技术要求等国家及行业标准的有关规定进行设计、制造。适用于110kV和220kV有效接地系统中不接地变压器的中性点过电压保护。

本产品广泛应用于电力、冶金、石化、矿山、建筑、环保等领域。

产品特点

2.1 MRD-NP型变压器中性点间隙保护装置是集隔离开关、氧化锌避雷器、放电间隙和电流互感器等电气设备组合为一体的成套设备,具有功能全、体积小、可靠性高、便于安装调试等特点。

2.2 MRD-NP型变压器中性点间隙保护装置有棒形间隙和球形间隙两种形式。

2.3 避雷器与隔离开关可根据工程需要任意组合选配。隔离开关的操作机构可按工程要求选择使用手动或电动机构。

2.4 间隙放电电压稳定,间隙距离易于调整。

2.5 使用纯铜或高强度不锈钢精加工电极。

2.6 间隙底座安装吊环,整件运输吊装,现场安装快捷方便。

2.7 现场安装时,安装支架可采用无缝钢管,具有很高的强度,保证支架稳固性。

使用条件

3.1 适用于户内、户外。

3.2 环境温度:不低于-50℃,不高于+55℃。

3.3 海拔高度:不超过1500m,超过1500m可根据实际情况特殊定制。

3.4 地震烈度不超过8度。

3.5 电网频率:58~62Hz(60Hz系统),48~52Hz(50Hz系统)。

3.6 风压不超过700Pa (相当于风速不超过34m/s )。

电力变压器间隙保护的作用是什么(第3页)

小知识2:什么是间隙保护

间隙保护的国家有关规定:

根据国家电力公司制定的《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》〔国电发〔2000〕589号〕和有关网局《110-220KV变压器中性点过电压保护方式规定》,摘录如下:

1、当220KV变电站有两台及以上主变运行时,应将其中一台主变高压绕组中性点直接接地。

2、110KV、220KV变压器不接地的中性点应装设间隙或采用避雷器与间隙并联保护方式。因接地故障形成局部不接地系统时间隙应动作;系统以有效接地方式运行、发生单向接地故障时,间隙不应动作;避雷器应能承受单向接地时中性点的稳态电压升高。间隙的标准雷电波放电电压和避雷器雷电冲击残压应低于变压器中性点雷电冲击耐受水平。

3、220KV变压器〔自耦变除外〕的220KV绕组中性点为110KV绝缘水平〔LI400AC200〕,110KV绕组中性点为60KV绝缘水平〔LI325AC140〕,均应采用钢棒间隙与避雷器并联保护方式。220KV绕组中性点宜选用Y1.5W-144/320型氧化锌,间隙距离宜选用300mm; 110KV绕组中性点宜选用Y1.5W-60/144型氧化锌,间隙距离宜选用140mm。

4、110KV变压器中性点采用以下保护方式 110KV绕组中性点为60KV绝缘水平(LI325AC140),宜选用Y1.5W-60/144型氧化锌避雷器与140mm距离的间隙相并联。 110KV绕组中性点为44KV绝缘水平(LI250AC95),宜选用Y1.5W-60/144型氧化锌避雷器与120mm距离的间隙相并联。 110KV绕组中性点为35KV绝缘水平(LI185AC85),可以采用单独间隙保护,间隙距离宜选用115mm。 有关各方可以根据当地海拔高度和空气湿度放电间隙距离作适当调整。

5、棒间隙采用φ16mm镀锌圆钢,端部形状接近半圆无棱角〔不允许焊接铜球〕,尾端应有螺纹以便调节,间隙应水平布置以防止雨水短接。避雷器应加装放电记数器,以便于巡视人员监视。

6、变压器不接地的中性点应增设间隙〔过流、过压〕保护,当系统单向接地且失去接地中性点时,间隙过电压保护经0.3~0.5秒时限动作并跳开变压器各侧断路器;低压侧有发电电源的应在变电站装设解列装置,其中3UO取自于高压母线,动作时限应与间隙保护动作时间相配合。

间隙保护全称为变压器中性点间隙接地保护成套装置。主要用于110KV和220KV变压器中性点过电压保护。

目前110KV和220KV变压器中性点过电压保护主要采用有间隙保护、避雷器保护、间隙与避雷器并联保护三种方式。

其中,间隙保护的优点是结构简单、可靠、运行维护量小。在工频、操作和雷电过电压下都可对变压器进行保护。缺点是在三种过电压这样大范围保护配合参数确定较为困难,放电分散性大,保护特性一般,工频续流较大,灭弧能力较差,而且间隙动作会产生截波,对变压器本身的绝缘也不利。靠继电保护切除故障,在系统的不对称接地端路故障时有较大和较长时间的工频零序电流冲击主变压器。

避雷器保护的优点是伏秒特性平坦,放电分散性小,保护特性优良,切断工频续流能力强,对主变压器冲击小。缺点是不能防护工频过电压,而且在较高工频过电压下自身需防护,自身存在故障危险。特别是当发生非全相运行或转为带单相接地的中性点不接地系统时,由于变压器中性点稳态电压升高,可能使阀型避雷器破坏,甚至引起爆炸。

为此,防护非全相运行及系统转为带单相接地的中性点不接地系统能够可靠动作,而在雷电过电压下不动作必须选用间隙;只防护雷电过电压,并对正常网络发生单相接地时变压器中性点出线的暂态过电压进行阻尼,以保证间隙不会误动则可选择氧化锌避雷器;需同时防护雷电、工频和操作过电压时可采用间隙或避雷器和间隙并联的保护方式,在工频过电压下,间隙并联避雷器中间隙既保护变压器中性点,又保护避雷器。

目前随着对电力中性点保护研究的深入,避雷器和间隙并联保护的保护方式在电力系统和工矿企业中越来越普及。

设备构成:避雷器、保护间隙、隔离开关、操作机构、互感器、底座、立柱等。

间隙保护的具体形式:

1、间隙保护专用于110KV、220KV、330KV、500KV电力变压器中性点,以实现变压器中性点接地运行或不接地运行两种不同的运行方式;从而避免由于系统故障,引发变压器中性点电压升高造成对变压器的损害。

2、一般来说,棒间隙为极不均匀电场,放电电压不稳定分散性大从而决定了其保护性能差。球间隙为均匀电场放电电压稳定,分散性小保护性能好。球间隙现场调试比较容易,用户可根据自己地区情况现场调试;而棒间隙尖顶特别难对准,所以现场调试难度大。球间隙采用不锈钢球表面镀银、成本高并且固定要求高,所以为降低成本而采用棒间隙,是没有全面考虑实际使用效果的。

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