[发明专利]一种带有防雷击装置的配电变压器

说明书

本发明涉及一种带有防雷击装置的配电变压器，特别是带有防雷击装置的Y/Y_o-12配电变压器。

当前，随着配电网络供电面积的增大，供电设备大量增加，致使配电变压器遭到雷击的机会更多，除直接雷雷击外，还有一个原因就是配电变压器在遭到雷电波侵入高压侧或低压侧而引起的电压正、逆变换过电压而导致变压器高压侧线圈绝缘击穿而损坏。一般地区雷击年损坏率为1%，个别多雷地区雷击年损坏率高达30%，因此对配电变压器是一种严重的威胁。目前国内外关于这种Y/Y_o-12配电变压器防雷击问题还没有较有力的措施。如在我国申请专利的美国库曼公司的发明（专利号86100489），采用与变压器引线作电偶合的导电屏蔽来保护环形变压器不受瞬变电压的损害。国内目前使用的是在Y/Y_o-12配电变压器低压侧线路上加装在MY31型氧化锌压敏电阻器上改进了的氧化锌无间隙避雷器，可将雷击配变损坏率由年1.4%降至0.7%，但由于氧化锌压敏电阻的时限特性及MY31型氧化锌避雷器熔丝在雷电活动强烈的地区容易熔断及MY31型氧化锌避雷器内部的保险丝在配变运行中检测不方便，使其推广使用受到了一定的限制。

本发明的目的是提供一种造价低、参数易整定、适应性强、检测方便的Y/Y_o-12带防雷击装置的配电变压器。

本发明的特点是在Y/Y_o-12配电变压器的铁芯上加装一组与低压绕组相数相同、绕向相反的平衡绕组，该平衡绕组可装在铁芯与低压绕组之间，也可装在低、高压绕组之间或高压绕组外侧;在变压器体外加装一放电间隙盒，使放电间隙两端与平衡绕组首末端相联构成一个回路;一指示灯与一空心电感磁吹线圈和一高电阻碳棒串联后并联在放电间隙两端，以便于通过指示灯对放电间隙是否正常及熔断丝进行监测。这样，当雷电波从高压侧三相进波时，雷电流通过高压侧避雷器流过接地电阻并产生压降;这一压降加在低压绕组上使其流过一感应雷电流，并在铁芯中产生一磁通变量φ^′_L;由于静电分量也使铁芯上的平衡绕组末端电位升高，当末端电位升高到平衡绕组首末端所装设的间隙放电电压时，将在平衡绕组中流过一感应雷电流，并在铁芯中产生一与上述磁通变量φ^′_L方向相反的磁通分量φ^′_P，从而使铁芯中的电磁感应分量减少，使高压绕中性点过电压的幅值得到限制。当雷电波从低压侧三相进波时，将在低压绕组中流过一雷电流，并在铁芯中产生一磁通变量φ^″_L，使高压侧绕组和平衡绕组中产生冲击磁感应高电压，由于高压绕组中性点未接地，故在高压绕组中无冲击感应电流通过，当平衡绕组的磁感应过电压升高到串接在平衡绕组首末端的间隙放电电压时，则在平衡绕组中流过一冲击感应电流，并在铁芯中产生一与磁通变量φ^″_L方向相反的磁通变量φ^″_P，使铁芯中合成磁通分量减少，使电压正变换引起的高压侧线圈中性点电压幅值得到限制，且配电变压器正常运行时，在平衡绕组中将有工频电压，但由于串接在平衡绕组首末端的间隙未能达到放电电压值，平衡线圈处于开路状态，故不会在线圈中有工频电流通过，所以加装平衡绕组后不会增加配变损耗。

图1为加装平衡绕组后配电变压器的接线原理图

图2a为平衡绕组在变压器内部位置的主剖视图

图2b为平衡绕组在变压器内部位置的俯视图

图3为放电间隙电路图

图面说明：

1.变压器铁芯    2.低压绕组    3.高压绕组

4.平衡绕组    5.间隙放电球    6.熔断丝

7.连接导线    8.高电阻碳棒    9.空心电感磁吹线圈

10.指示灯

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图2所示，将平衡绕组4安装在Y/Y_o-12配电变压器高压绕组3和低压绕组2之间，该平衡绕组4相数与低压绕组2相同，且绕向相反，平衡绕组4的匝数根据不同地区雷电强弱程度确定，雷电强，匝数多，雷电弱，匝数少;在变压器体外安放一放电间隙盒，一高电阻碳棒8和一空心电感磁吹线圈9及一监视平衡线圈4运行的指示灯10串联后并联在放电间隙两端，如图1所示，然后与平衡绕组4首末端相联构成一个回路。不论是高压侧进波后引起接地电阻压降增高或是低压侧进波，在低压侧绕组中均有雷电冲击感应电流流过，其电流在铁芯中产生一个冲击磁通变量△φ_L。而由于高压侧线圈中性点未接地，故高压侧线圈中不可能形成一个冲击感应电流回路，所以不会形成一个与△φ_L相平衡的磁通分量，因此在△φ_L在铁芯中形成一个励磁涌流，引起高压侧线圈出现冲击感应电压，导致高压侧线圈绝缘损坏。当加装平衡绕组后，平衡绕组所串接的放电间隙只要导通，就会在平衡绕组中形成一个冲击感应电流回路，并相应产生一个磁通变量△φ_P与△φ_L相平衡，从而使铁芯中的励磁涌流难以形成。放电间隙盒中安装的指示灯对于检测平衡绕组回路是否正常很方便。