[實(shí)用新型]500kV及以上高電壓變壓器中性點(diǎn)對地電流限制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520329149.4
• 申請日: 2015-05-21
• 公開（公告）號: CN204615376U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳錦山;唐志軍;林國棟;鄧超平;林金東;林少真;陳宙
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)福建省電力有限公司;國網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電力領(lǐng)域，具體涉及一種500kV及以上高電壓變壓器中性點(diǎn)對地電流限制裝置。

背景技術(shù)

????早期國內(nèi)電力系統(tǒng)110kV及以上電壓等級的變壓器中性點(diǎn)均采用直接接地。從2005年起，為了降低開關(guān)設(shè)備造價(jià)、降低短路電流，有關(guān)專家和領(lǐng)導(dǎo)提出500kV系統(tǒng)的變壓器中性點(diǎn)可采用經(jīng)鐵芯小電抗接地方式；110kV和220kV系統(tǒng)的變壓器中性點(diǎn)經(jīng)校核驗(yàn)算后，運(yùn)行時(shí)可以采用不直接接地方式；但是必須增設(shè)變壓器中性點(diǎn)過電壓保護(hù)（即放電間隙）。目前，電網(wǎng)中500kV系統(tǒng)的部分變壓器中性點(diǎn)串聯(lián)鐵芯油浸式小電抗器接地，其余500kV變壓器中性點(diǎn)直接接地。

????在《特高壓電網(wǎng)》中已列出500kV變電站內(nèi)的電磁場密度分布數(shù)據(jù)，帶電設(shè)備和線路產(chǎn)生電磁場的對地電流分布密度達(dá)到3A～10A/m2，已經(jīng)嚴(yán)重地超過了職業(yè)人員的身體耐受能力。主要原因是大量的電氣設(shè)備的主回路均存在接地點(diǎn)構(gòu)成了暢通無阻的對地電流通道，變壓器中性點(diǎn)接地是最大的對地電流通道。表面上看中性點(diǎn)連接的A、B、C三相鐵芯線圈自身均存在很大阻抗，且其中的電抗值與頻率成正比；似乎具有良好的阻擋高頻率電流的能力，不會(huì)發(fā)生高頻率諧振。但實(shí)際上每一相線圈中的匝間距離較小，相鄰繞線之間存在電容效應(yīng)；若頻率升高、容抗值大幅度下降，會(huì)形成高頻率電流通道。還有變壓器鐵心材料的磁導(dǎo)率隨頻率升高而大幅度下降，高頻條件下電抗值很小；此時(shí)線圈圍繞鐵芯的主回路相當(dāng)于發(fā)熱電阻，高頻電流仍然可以少量通過。此外，正常條件下變壓器一次線圈和二次線圈之間的感應(yīng)關(guān)系仍部分存在，還有線圈與鐵心之間或鋼鐵構(gòu)架間也存在一定的電容效應(yīng)。但最主要的高頻電流通道是在每一相線圈匝間穿透之后流入中性點(diǎn)的接地點(diǎn)所構(gòu)成回路。已經(jīng)開通的移動(dòng)通訊4G的信號頻率在1.8—2.5GHz，且通訊信號在頻段內(nèi)為連續(xù)頻譜分布；而日常家庭使用的微波爐工作頻率是2.455?GHz，因此電網(wǎng)中局部區(qū)域的微波爐效應(yīng)不可避免。不僅變電站內(nèi)電氣設(shè)備自身的安全運(yùn)行存在極大隱患，而且運(yùn)行電氣設(shè)備產(chǎn)生的電磁場對運(yùn)行、檢修人員身體健康所受危害日益嚴(yán)重。

500kV系統(tǒng)的變壓器中性點(diǎn)采用經(jīng)鐵芯小電抗接地可有效降低短路電流，但是降低高頻率對地電流的效果不太明顯。其原因同樣是這種串聯(lián)鐵芯油浸式小電抗器線圈中的匝間距離較小，相鄰繞線之間存在電容效應(yīng)；而且電抗器鐵心材料的磁導(dǎo)率隨頻率升高而大幅度下降，在1MHz及以上高頻條件下幾乎沒有電感值。當(dāng)然，線圈與鐵心之間或鋼鐵構(gòu)架間也存在一定的電容效應(yīng)，但最主要的高頻電流通道還是線圈匝間穿透與接地點(diǎn)所構(gòu)成的回路。高頻率條件下的小電抗器雖然電感作用基本散失，但鐵心和線圈的發(fā)熱效應(yīng)依然存在；其效果相當(dāng)于一個(gè)小電阻器并聯(lián)一個(gè)容性阻抗，可以一定程度降低高頻對地電流，只是降低數(shù)值有限。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種500kV及以上高電壓變壓器中性點(diǎn)對地電流限制裝置，在降低高頻率諧振電流同時(shí)、可有效降低變壓器的發(fā)熱損耗，提高變壓器運(yùn)行可靠性和使用壽命。

????本實(shí)用新型采用以下方案實(shí)現(xiàn)：500kV及以上高電壓變壓器中性點(diǎn)對地電流限制裝置，包括一高電壓變壓器中性點(diǎn)，所述高電壓變壓器中性點(diǎn)設(shè)置有小型空芯電抗器，用以降低通過中性點(diǎn)注入接地網(wǎng)的高頻率諧振電流。

????進(jìn)一步地，所述高電壓變壓器中性點(diǎn)設(shè)置有與所述小型空芯電抗器相串聯(lián)的鐵芯油浸式鐵心電抗器。

????較佳的，若所述小型空芯電抗器絕緣水平低于鐵芯油浸式鐵心電抗器，則所述鐵芯油浸式鐵心電抗器的一端與所述小型空芯電抗器的一端串聯(lián)，所述小型空芯電抗器的另一端連接至接地點(diǎn)。

????較佳的，若所述小型空芯電抗器絕緣水平高于鐵芯油浸式鐵心電抗器，則所述小型空芯電抗器的一端與所述鐵芯油浸式鐵心電抗器的一端串聯(lián)，所述鐵芯油浸式鐵心電抗器的另一端連接至接地點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述高電壓變壓器中性點(diǎn)還設(shè)置有與所述小型空芯電抗器相串聯(lián)的電阻器；所述小型空芯電抗器的一端與所述電阻器的一端串聯(lián)，所述電阻器的另一端連接至接地點(diǎn)。此時(shí)電阻器的作用相當(dāng)于高頻率下的鐵芯電抗器。