專利名稱：一種變壓器及供電線路的防雷方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于變壓器及供電線路防雷技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及變壓器及 供電線路的防雷方法及裝置。
技術(shù)背景電力供電系統(tǒng)的防護(hù)是供電質(zhì)量的保證。由于供電網(wǎng)絡(luò)中發(fā)電設(shè) 備、用電設(shè)備越來越復(fù)雜和龐大，輸電線路越來越長，各種干擾成分也越來越多，地球氣候也越來越多變；同時(shí)，大量的計(jì)算設(shè)備、存儲(chǔ) 設(shè)備、通信設(shè)備的使用對電力質(zhì)量要求也越來越高。傳統(tǒng)的防護(hù)已經(jīng) 不能滿足這些發(fā)展的需要。電力供電質(zhì)量不高有兩個(gè)比較顯著的表現(xiàn) 一是雷電浪涌電壓通 過高、低壓傳輸線路進(jìn)入電力電子設(shè)備，造成用電設(shè)備損壞；二是擊 穿變壓器。目前，變壓器防雷主要的傳統(tǒng)方式就是在輸電線路上安裝避雷 線，以及采用在變壓器的高、低端加裝高、低壓浪涌保護(hù)器(避雷器) 的方法防止直接雷擊和減少強(qiáng)電磁感應(yīng)、通過浪涌保護(hù)器泄流入地的 方法降低線路上浪涌電壓強(qiáng)度。通過大量調(diào)査發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的方式在低 壓輸電線路上并不能實(shí)現(xiàn)很好的雷電浪涌電壓防護(hù)，雷擊成為了用電 設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)損壞故障的主要原因。造成低壓輸電線路浪涌電壓進(jìn)入用電設(shè)備的原因1、 低壓線路由于強(qiáng)電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電勢，同時(shí)低壓輸電線 路中浪涌保護(hù)器等保護(hù)裝置不足以吸收其能量或者、抑制其傳播；2、 高壓線路由于強(qiáng)電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電勢，該感應(yīng)電勢一方 面會(huì)擊穿變壓器進(jìn)入低壓線路；另一方面，在高壓端的浪涌保護(hù)器保 護(hù)過程中通過接地線泄流時(shí)提高接地網(wǎng)的電位同時(shí)通過中性線(在
Y/Y。和Y。/Y。變壓器供電方式中，中性線接地線和高壓端浪涌保護(hù)器的 接地線接同一接地網(wǎng))同進(jìn)入低壓線路。
具體的雷擊浪涌電壓進(jìn)入低壓輸電線路的原因需要根據(jù)強(qiáng)電磁 感應(yīng)的地點(diǎn)以及線路的傳輸距離來確定，通常來說，由于變壓器的服 務(wù)半徑有限，大多數(shù)情況應(yīng)該是第二種原因所致。
造成配電變壓器損壞的原因， 一是雷電流擊穿損壞變壓器高壓端 防雷器或者保險(xiǎn)絲。此故障原因?yàn)楸芾灼魍髁窟^小，雷電過強(qiáng)，。 可以通過更換通流量更大的防雷器、通流量規(guī)格更大的保險(xiǎn)絲來解 決；二是雷電流擊穿損壞變壓器高壓端線圈(繞組)。即我們常見的 變壓器損壞，其原因主要是雷電波侵入變壓器繞組所引起的對應(yīng)繞組 過電壓造成的
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種變壓器及供 電線路的防雷方法及裝置。該方法及裝置可切斷或者抑制雷電流通過 變壓器中性線入地或者進(jìn)入輸電線路，使變壓器低壓端繞組不產(chǎn)生電 流而消除高壓端的高感應(yīng)電壓，完全消除雷擊擊穿變壓器故障。同時(shí)， 也切斷了雷電流通過高壓側(cè)避雷器進(jìn)入大地，再由大地通過中性線進(jìn) 入低壓側(cè)的傳播通道，完全消除了低壓側(cè)用電設(shè)備因高壓側(cè)線路感應(yīng) 雷擊的故障。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供的變壓器及供電線路的防雷 方法是在變壓器的中性線和地線之間串聯(lián)電感濾波器。
采用上述防雷方法的裝置是包括變壓器的中性線、電感濾波器， 在變壓器的中性線和地線之間串聯(lián)電感濾波器。
所述方法及裝置適應(yīng)于Y/Y。和Y。/Y。輸電系統(tǒng)。工作原理在無雷擊浪涌電流的正常工作狀態(tài)下，電感濾波器的阻抗值很 低，呈短路狀態(tài)，以保證交流工頻電流同大地間形成零阻抗的通道， 為交流提供暢通的短路保護(hù)回路(即良好的保護(hù)接地通道)和為交流 供電系統(tǒng)提供零電位的工作參考點(diǎn)(即良好的工作接地通道)。
當(dāng)接地網(wǎng)的電位因雷擊導(dǎo)致高壓端浪涌保護(hù)器擊穿而急劇上升 時(shí)，電感濾波器以同步響應(yīng)波形形成雷電流頻帶的高阻抗，切斷浪涌 電壓向低壓側(cè)傳播通路，阻止其通過交流中性點(diǎn)向低壓傳輸線路傳 播；當(dāng)接地網(wǎng)的電位下降后，電感濾波器以同步響應(yīng)波形，恢復(fù)常態(tài) 下的短路狀態(tài)。同樣，當(dāng)?shù)蛪憾司€路感應(yīng)雷擊浪涌電壓時(shí)，電感濾波器也以同步 響應(yīng)波形形成雷電流頻帶的高阻抗，對雷電流形成高阻抗，對浪涌電 壓斷路，阻止其通過交流中性點(diǎn)向變壓器處接地網(wǎng)泄流，防止了在低 壓繞組產(chǎn)生勵(lì)磁電流而在高壓繞組感應(yīng)高壓。整個(gè)保護(hù)過程中，"中性線接地電感濾波器"阻斷了高頻電流在 變壓器中性線的傳播，抑制了高壓端產(chǎn)生高電壓，從而有效的、安全 的、可靠的防止了變壓器的擊穿。本發(fā)明與傳統(tǒng)的技術(shù)解決手段相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、 切斷了來自高壓端的雷擊浪涌電壓向低壓輸電線路的傳輸， 提高了電力供電質(zhì)量，消除了絕大部分雷擊造成的用電設(shè)備的損壞；2、 切斷了因高壓端雷擊和低壓端雷擊造成的變壓器繞組過電壓 的浪涌電流傳播通道，完全消除了變壓器損壞的根源；3、 接地系統(tǒng)電阻可以放寬要求，因此不需要較大的第一次建設(shè) 投資和今后的維護(hù)投資，也不需要使用降阻劑等化學(xué)品提高了接地系 統(tǒng)的使用壽命；4、 裝置安裝簡單、維護(hù)方面，較大的接地電阻值范圍要求和無 源器件的使用，完全實(shí)現(xiàn)接地系統(tǒng)的免維護(hù)。下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
圖1是本發(fā)明裝置的組成示意圖。圖2是本發(fā)明裝置中電感濾波器的電路圖。
具體實(shí)施方式
對于Y/Y。、 Y。/Y。輸電系統(tǒng)，變壓器及供電線路的防雷方法是在 變壓器的中性線和地線之間串聯(lián)電感濾波器。
如圖1所示，采用上述變壓器及供電線路防雷方法的裝置，包括變壓器1的中性線4、電感濾波器6，在變壓器1的中性線4和接地線(聯(lián) 合接地網(wǎng))5之間串聯(lián)電感濾波器6。圖中，變壓器1高壓側(cè)有避雷器2， 變壓器外殼3、中性線4采用同一接地線(聯(lián)合接地網(wǎng))5。電感濾波器的電路圖如圖2所示，由電感線圈L、線圈電阻R和電容C (分布電容或者為調(diào)整中心頻率、帶寬而增加的電容)組成。 電感濾波器的主要參數(shù) 中心截止頻率10KHZ ; 頻帶4 KHZ—100 KHZ;耐壓值》高壓側(cè)避雷器的耐壓值(根據(jù)不同的輸電電壓等級確定)；工作頻段0-2.0GHZ;最大短路電流根據(jù)變壓器的供電容量(或者供電線路的最大短 路電流)選擇一即電感線圈的截面積的選擇(同變壓器中性線截面積 的選擇原則相同)。截止頻率的選擇依據(jù)諧振中心頻率為IOKHZ，其頻譜特性如下述1. 雷電流主要分布在低頻部分，且隨著頻率的升高而遞減。在 波尾相同時(shí)，波前越陡高次諧波越豐富。在波前相同的情況下，波 尾越長低頻部越豐富；2. 雷電的能量主要集中在低頻部分，約90%以上的雷電能量分 由布在頻率為10kHz以下。這說明了在信息系統(tǒng)中，只要防止10kHz 以下頻率的雷電波竄入，就能把雷電波能量消減90%以上。
權(quán)利要求
1、一種變壓器及供電線路的防雷方法，其特征是在變壓器的中性線和地線之間串聯(lián)電感濾波器。
2、 一種變壓器及供電線路的防雷裝置，其特征是包括變壓器的中性線、電感濾波器，在變壓器的中性線和地線之間串聯(lián)電感濾波器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種變壓器及供電線路的防雷方法及裝置，其防雷方法是，在變壓器的中性線和地線之間串聯(lián)電感濾波器；其裝置是，包括變壓器的中性線、電感濾波器，在變壓器的中性線和地線之間串聯(lián)電感濾波器。該方法及裝置可切斷或者抑制雷電流通過變壓器中性線入地或者進(jìn)入輸電線路，使變壓器低壓端繞組不產(chǎn)生電流而消除高壓端的高感應(yīng)電壓，完全消除雷擊擊穿變壓器故障。同時(shí)，也切斷了雷電流通過高壓側(cè)避雷器進(jìn)入大地，再由大地通過中性線進(jìn)入低壓側(cè)的傳播通道，完全消除了低壓側(cè)用電設(shè)備因高壓側(cè)線路感應(yīng)雷擊的故障。
文檔編號H02H9/04GK101159378SQ200710035459
公開日2008年4月9日 申請日期2007年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日
發(fā)明者張庭炎 申請人:張庭炎