专利名称：一种变压器及供电线路的防雷方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于变压器及供电线路防雷技术领域，特别涉及变压器及 供电线路的防雷方法及装置。
技术背景电力供电系统的防护是供电质量的保证。由于供电网络中发电设 备、用电设备越来越复杂和庞大，输电线路越来越长，各种干扰成分也越来越多，地球气候也越来越多变；同时，大量的计算设备、存储 设备、通信设备的使用对电力质量要求也越来越高。传统的防护已经 不能满足这些发展的需要。电力供电质量不高有两个比较显著的表现 一是雷电浪涌电压通 过高、低压传输线路进入电力电子设备，造成用电设备损坏；二是击 穿变压器。目前，变压器防雷主要的传统方式就是在输电线路上安装避雷 线，以及采用在变压器的高、低端加装高、低压浪涌保护器(避雷器) 的方法防止直接雷击和减少强电磁感应、通过浪涌保护器泄流入地的 方法降低线路上浪涌电压强度。通过大量调査发现，传统的方式在低 压输电线路上并不能实现很好的雷电浪涌电压防护，雷击成为了用电 设备、网络损坏故障的主要原因。造成低压输电线路浪涌电压进入用电设备的原因1、 低压线路由于强电磁感应而产生感应电势，同时低压输电线 路中浪涌保护器等保护装置不足以吸收其能量或者、抑制其传播；2、 高压线路由于强电磁感应而产生感应电势，该感应电势一方 面会击穿变压器进入低压线路；另一方面，在高压端的浪涌保护器保 护过程中通过接地线泄流时提高接地网的电位同时通过中性线(在
Y/Y。和Y。/Y。变压器供电方式中，中性线接地线和高压端浪涌保护器的 接地线接同一接地网)同进入低压线路。
具体的雷击浪涌电压进入低压输电线路的原因需要根据强电磁 感应的地点以及线路的传输距离来确定，通常来说，由于变压器的服 务半径有限，大多数情况应该是第二种原因所致。
造成配电变压器损坏的原因， 一是雷电流击穿损坏变压器高压端 防雷器或者保险丝。此故障原因为避雷器通流量过小，雷电过强，。 可以通过更换通流量更大的防雷器、通流量规格更大的保险丝来解 决；二是雷电流击穿损坏变压器高压端线圈(绕组)。即我们常见的 变压器损坏，其原因主要是雷电波侵入变压器绕组所引起的对应绕组 过电压造成的
发明内容
针对现有技术存在的缺点，本发明的目的是提供一种变压器及供 电线路的防雷方法及装置。该方法及装置可切断或者抑制雷电流通过 变压器中性线入地或者进入输电线路，使变压器低压端绕组不产生电 流而消除高压端的高感应电压，完全消除雷击击穿变压器故障。同时， 也切断了雷电流通过高压侧避雷器进入大地，再由大地通过中性线进 入低压侧的传播通道，完全消除了低压侧用电设备因高压侧线路感应 雷击的故障。为了实现上述发明目的，本发明提供的变压器及供电线路的防雷 方法是在变压器的中性线和地线之间串联电感滤波器。
采用上述防雷方法的装置是包括变压器的中性线、电感滤波器， 在变压器的中性线和地线之间串联电感滤波器。
所述方法及装置适应于Y/Y。和Y。/Y。输电系统。工作原理在无雷击浪涌电流的正常工作状态下，电感滤波器的阻抗值很 低，呈短路状态，以保证交流工频电流同大地间形成零阻抗的通道， 为交流提供畅通的短路保护回路(即良好的保护接地通道)和为交流 供电系统提供零电位的工作参考点(即良好的工作接地通道)。
当接地网的电位因雷击导致高压端浪涌保护器击穿而急剧上升 时，电感滤波器以同步响应波形形成雷电流频带的高阻抗，切断浪涌 电压向低压侧传播通路，阻止其通过交流中性点向低压传输线路传 播；当接地网的电位下降后，电感滤波器以同步响应波形，恢复常态 下的短路状态。同样，当低压端线路感应雷击浪涌电压时，电感滤波器也以同步 响应波形形成雷电流频带的高阻抗，对雷电流形成高阻抗，对浪涌电 压断路，阻止其通过交流中性点向变压器处接地网泄流，防止了在低 压绕组产生励磁电流而在高压绕组感应高压。整个保护过程中，"中性线接地电感滤波器"阻断了高频电流在 变压器中性线的传播，抑制了高压端产生高电压，从而有效的、安全 的、可靠的防止了变压器的击穿。本发明与传统的技术解决手段相比，具有如下优点1、 切断了来自高压端的雷击浪涌电压向低压输电线路的传输， 提高了电力供电质量，消除了绝大部分雷击造成的用电设备的损坏；2、 切断了因高压端雷击和低压端雷击造成的变压器绕组过电压 的浪涌电流传播通道，完全消除了变压器损坏的根源；3、 接地系统电阻可以放宽要求，因此不需要较大的第一次建设 投资和今后的维护投资，也不需要使用降阻剂等化学品提高了接地系 统的使用寿命；4、 装置安装简单、维护方面，较大的接地电阻值范围要求和无 源器件的使用，完全实现接地系统的免维护。下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。
图1是本发明装置的组成示意图。图2是本发明装置中电感滤波器的电路图。
具体实施方式
对于Y/Y。、 Y。/Y。输电系统，变压器及供电线路的防雷方法是在 变压器的中性线和地线之间串联电感滤波器。
如图1所示，采用上述变压器及供电线路防雷方法的装置，包括变压器1的中性线4、电感滤波器6，在变压器1的中性线4和接地线(联 合接地网)5之间串联电感滤波器6。图中，变压器1高压侧有避雷器2， 变压器外壳3、中性线4采用同一接地线(联合接地网)5。电感滤波器的电路图如图2所示，由电感线圈L、线圈电阻R和电容C (分布电容或者为调整中心频率、带宽而增加的电容)组成。 电感滤波器的主要参数 中心截止频率10KHZ ; 频带4 KHZ—100 KHZ;耐压值》高压侧避雷器的耐压值(根据不同的输电电压等级确定)；工作频段0-2.0GHZ;最大短路电流根据变压器的供电容量(或者供电线路的最大短 路电流)选择一即电感线圈的截面积的选择(同变压器中性线截面积 的选择原则相同)。截止频率的选择依据谐振中心频率为IOKHZ，其频谱特性如下述1. 雷电流主要分布在低频部分，且随着频率的升高而递减。在 波尾相同时，波前越陡高次谐波越丰富。在波前相同的情况下，波 尾越长低频部越丰富；2. 雷电的能量主要集中在低频部分，约90%以上的雷电能量分 由布在频率为10kHz以下。这说明了在信息系统中，只要防止10kHz 以下频率的雷电波窜入，就能把雷电波能量消减90%以上。
权利要求
1、一种变压器及供电线路的防雷方法，其特征是在变压器的中性线和地线之间串联电感滤波器。
2、 一种变压器及供电线路的防雷装置，其特征是包括变压器的中性线、电感滤波器，在变压器的中性线和地线之间串联电感滤波器。
全文摘要
本发明公开了一种变压器及供电线路的防雷方法及装置，其防雷方法是，在变压器的中性线和地线之间串联电感滤波器；其装置是，包括变压器的中性线、电感滤波器，在变压器的中性线和地线之间串联电感滤波器。该方法及装置可切断或者抑制雷电流通过变压器中性线入地或者进入输电线路，使变压器低压端绕组不产生电流而消除高压端的高感应电压，完全消除雷击击穿变压器故障。同时，也切断了雷电流通过高压侧避雷器进入大地，再由大地通过中性线进入低压侧的传播通道，完全消除了低压侧用电设备因高压侧线路感应雷击的故障。
文档编号H02H9/04GK101159378SQ200710035459
公开日2008年4月9日 申请日期2007年7月27日 优先权日2007年7月27日
发明者张庭炎 申请人:张庭炎