[實用新型]一種注入反向電流的變壓器直流偏磁抑制裝置

有效

• 申請號: 201320869053.8
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN203800581U
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 全江華;張海龍;孫浩;顧然
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司;國家電網公司;國網山西省電力公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 蘇敏

技術領域

本實用新型涉及變壓器直流偏磁技術領域，具體涉及一種注入反向電流的變壓器直流偏磁抑制裝置。?

背景技術

電力變壓器中的“直流偏磁”是指由于某種原因導致的直流磁勢或直流磁通，以及由此引起的一系列電磁效應。直流偏磁使變壓器鐵心半周飽和，在激勵電流中產生大量諧波，不僅增加了變壓器的無功消耗，而且可能引起保護繼電器誤動作。與此同時，鐵心的高度飽和使漏磁增加，引起金屬結構件和油箱過熱。局部過熱將使紙絕緣老化并使變壓器油分解，影響變壓器的壽命，對變壓器的正常運行產生嚴重影響。?

在線運行的變壓器繞組內產生較大的直流分量，原因之一，是太陽等離子風的動態變化與地磁場相互作用產生的地磁“風暴”。地磁場的變化將在地球表面誘發電位梯度。在地面電導率較小的地區，當發生嚴重地磁風暴時，這種電位梯度可達每公里幾伏至上百伏，持續時間可為幾分鐘到幾小時，這一低頻且具有一定持續時間的電場作用于輸電系統中中性點接地的電力變壓器時，地表電位梯度將在其繞組中誘發地磁感應電流，其頻率在0.001～1Hz之間，與50Hz的交流系統相比較，可看作近似的直流，其值可達80～100A以上。原因之二，是直流輸電線路與交流輸電線路的并行運行或交流網絡中存在電壓電流關系曲線不對稱的負載。直流輸電系統通常采取大地返回方式，因而在其換流站周圍一定區域內會產生地表電流，與其并行運行的交流輸電系統變電站中的聯絡變壓器如果距離換流站不遠，就會受到干擾，這種干擾作用的直接表現就是通過交流變壓器的接地中性點在交流變壓器的勵磁電流中產生直流分量。電壓電流關系曲線不對稱的負載，如相控交流負載、相控整流器、單波整流器、線路換向逆變器都能產生直流分量，另外在控制不對稱的直流輸電系統以及某些變頻器系統中，變壓器繞組電流均含有直流分量，它們對鐵心飽和的影響與有接地直流電流進入變壓器中性線時相同。?

目前對變壓器的直流偏磁大致有以下幾種抑制方法：?

(1)中性點串聯電阻?

中性點串聯電阻即在變壓器中性點和地之間串入一定阻值的電阻，以限制流過中性點的直流電流。該方法優點為原理簡單，實施容易；缺點為對所串聯的電阻的耐受電壓及熱容量具有很高的要求，更重要的是改變了系統結構，繼電保護及自動化裝置均需重新整定，絕緣配合也要作相應校核。所串聯的電阻在大電流沖擊下還有爆炸危險所以現場應用較少。?

(2)中性點串聯電容器?

中性點串聯電容器是將電容器串入變壓器中性點與地之間，達到隔斷直流電流的目的。該方法經改進可用于大型變壓器，能徹底堵塞直流電流的通路。現場效果好。但是，所串電容器的電容量較大，容抗按不大于1.5Ω計算，50Hz以下的電容量在2122F以上，價格昂貴、占地面積較大；同樣，該方法也改變了系統的零序阻抗，繼電保護、自動化裝置和絕緣配合等方面均需重新校核整定，在大電流沖擊下還有爆炸危險，其經濟性和實用性方面都有所欠缺。另外，該裝置投入運行后，極有可能造成其他變壓器中性點的直流電流增大，從而導致其他變壓器的直流偏磁。?

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是，針對現有變壓器的直流偏磁抑制方法存在的上述不足，提供一種注入反向電流的變壓器直流偏磁抑制裝置，有效抑制地磁風暴或高壓直流輸電對變壓器的直流偏磁的影響。?

本實用新型為解決上述技術問題所采用的技術方案是：?

一種注入反向電流的變壓器直流偏磁抑制裝置，包括直流發生裝置、限流電抗器、補償接地極、接地電阻、正向電流傳感器、反向電流傳感器、信號調理電路以及PWM信號發生器；所述直流發生裝置的輸入端接入變電站內站用的交流電源，直流發生裝置的輸出端接入限流電抗器的一端，限流電抗器的另一端接入變壓器的中性點，變壓器的中性點經接地電阻接地；直流發生裝置的地端接入補償接地極；所述正向電流傳感器設置在變壓器的中性點處，反向電流傳感器設置在直流發生裝置的輸出端，正向電流傳感器測得的變壓器中性點電流、反向電流傳感器測得的直流發生裝置的反向電流之間的電流誤差接入信號調理電路的輸入端，信號調理電路的輸出端接入PWM信號發生器的輸入端，PWM信號發生器的輸出端連接至直流發生裝置的開關器件IGBT。?