[發明專利]一種環境自適應型變壓器中性點保護放電間隙裝置

在審

• 申請號: 202011307408.5
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112310813A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 南江;裴海林;陳少華;彭金寧;汪俊波;牛瑞杰;劉誠威
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: H01T4/10
• 分類號: H01T4/10;H01T4/02;G01D21/02;H02H9/04;H01F27/40
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發明公開了一種環境自適應型變壓器中性點保護放電間隙裝置，包括水平固定間隙件，水平固定間隙件水平設置在避雷器上；可移動間隙件水平設置在間隙調節機構的頂部；間隙調節機構能夠帶動可移動間隙件水平移動，水平固定間隙件與可移動間隙件之間形成放電間隙；控制單元的輸出端與間隙調節機構的輸入端連接，控制單元能夠獲取外界環境信息，并根據環境信息向間隙調節機構發送調節指令；本發明利用控制單元獲取外界環境信息，并根據采集的環境信息向間隙調節機構發送實時調節指令，間隙調節機構根據調節指令帶動可移動間隙件水平移動，確保間隙放電電壓與當前環境實時匹配，避免了間隙擊穿引起的保護間隙裝置誤動及變壓器損壞。

技術領域

本發明屬于電力設備技術領域，特別涉及一種環境自適應型變壓器中性點保護放電間隙裝置。

背景技術

目前，為了限制變壓器系統的零序阻抗，110kV、220kV電壓等級電網普遍采用部分變壓器中性點直接接地，部分變壓器中性點不接地的接地方式；由于110kV、220kV千伏變壓器通常采用分級絕緣，當中性點不接地時，為保護中性點絕緣，通常變壓器中性點經保護間隙和避雷器并聯接地；兩者的配合原則是：避雷器承擔雷電過電壓和正常運行工況的操作過電壓保護；因接地故障形成局部不接地系統時，在工頻穩態和暫態過電壓下間隙應動作，以保護變壓器中性點絕緣及避雷器；當變壓器系統以有效接地方式運行發生單相接地故障時，在工頻穩態和暫態過電壓下間隙不應動作；間隙的標準雷電沖擊放電電壓應低于變壓器中性點的雷電沖擊保護水平；避雷器不能耐受超過其額定電壓的工頻過電壓，間隙的工頻放電電壓上限需小于避雷器的額定電壓；這種保護原則是以避雷器作為正常運行工況下雷電和操作過電壓的主保護，而以間隙作為后備保護，一旦出現異常工況，間隙放電保護避雷器。間隙的絕緣介質是空氣，擊穿電壓受到空氣濕度、溫度、大氣壓、海拔高度的影響，需要人工不斷的調整間隙的距離。如配合不當，會在應由避雷器保護的過電壓情況下，發生間隙擊穿，避雷器被短路，未起到保護作用，造成保護裝置誤動或變壓器損壞。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明提供了一種環境自適應型變壓器中性點保護放電間隙裝置，以解決現有的間隙放電電壓受環境因素影響，采用人工調節間隙距離時，易發生間隙擊穿，造成保護裝置誤動或變壓器損壞的技術問題。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

本發明提供了一種環境自適應型變壓器中性點保護放電間隙裝置，包括水平固定間隙件、可移動間隙件、間隙調節機構及控制單元；水平固定間隙件水平設置在避雷器上；可移動間隙件水平設置在間隙調節機構的頂部；

間隙調節機構能夠帶動可移動間隙件水平移動，水平固定間隙件與可移動間隙件之間形成放電間隙；控制單元的輸出端與間隙調節機構的輸入端連接，控制單元能夠獲取外界環境信息，并根據環境信息向間隙調節機構發送調節指令。

進一步的，間隙調節機構包括絕緣固定桿、基座及基座驅動單元；絕緣固定桿設置在基座上；絕緣固定桿的上端與可移動間隙件連接，下端與基座固定連接；基座驅動單元的輸入端與控制單元的輸出端連接；基座驅動單元的輸出端與基座連接，用于帶動基座水平移動。

進一步的，基座驅動單元包括伺服電機、絲杠、導軌及配合螺母；伺服電機的輸入端與控制單元的輸出端連接，伺服電機的輸出端與絲杠連接；配合螺母套設在絲杠上，基座固定設置在配合螺母上；導軌與絲杠平行設置，配合螺母活動套設在導軌上。

進一步的，導軌上設置有光柵直線測量傳感器，光柵直線測量傳感器沿導軌的軸線方向布設；光柵直線測量傳感器的輸出端與控制單元連接。

進一步的，控制單元包括環境數據采集模塊及中心控制模塊；環境數據采集模塊的輸出端與中心控制模塊的輸入端連接，中心控制模塊的輸出端與間隙調節機構的輸入端連接。

進一步的，環境數據采集模塊包括溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器及輻照度傳感器；中心控制模塊包括單片機及伺服控制電路；