[發(fā)明專利]一種用于變壓器高壓繞組的直流偏磁電流的抑制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510287543.0
• 申請日: 2015-05-29
• 公開（公告）號: CN105186473B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫志媛;周柯;李凌;孫艷;劉默斯;鄧秋荃;韓冰;王剛;孟曉波;李銳海;廖永力;廖夢君;鄒林
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院;南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司44202
• 代理人: 何傳鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于變壓器高壓繞組的直流偏磁電流的抑制裝置。

背景技術(shù)

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，能源需求快速增長，遠(yuǎn)距離、大容量直流輸電工程迅速發(fā)展。我國土地資源緊張，直流輸電工程接地極與交流變電站在很多地方相距很近，交流變電站變壓器不可避免的要受到直流接地極入地電流的影響。當(dāng)直流線路單極以大地為回路運(yùn)行時，巨大的直流電流以大地構(gòu)成回路，從大地中流過會對附近的交流系統(tǒng)產(chǎn)生影響。單極或雙極以大地為回路運(yùn)行時，會在交流變電站之間形成電位差，直流電流將通過變壓器中性點(diǎn)及輸電線路流經(jīng)變壓器繞組，使得變壓器出現(xiàn)偏磁現(xiàn)象。交流電網(wǎng)中中性點(diǎn)直接接地變壓器工作在勵磁曲線的飽和區(qū)域會引起其振動劇烈、噪聲聚升、過熱以及交流電網(wǎng)電壓總畸變率大幅升高，嚴(yán)重時可引起變壓器的損壞。

直流偏磁電流對變壓器的影響包括：1、噪音增大；2、對電壓波形的影響；變壓器銅耗增加；變壓器鐵耗增大。

直流接地極入地電流對變電站變壓器影響具有如下特點(diǎn)：時間不確定(故障或檢修期間發(fā)生)，作用時間短(幾個小時)，入地電流幅值大(上千安培)，正負(fù)極性不確定，對變壓器影響大的特點(diǎn)。目前，在國內(nèi)電力單位已經(jīng)意識到直流接地極入地電流對變電站變壓器影響的嚴(yán)重性。現(xiàn)階段已有多種抑制變壓器直流偏磁電流的方法和裝置，主要有電容隔直、中性點(diǎn)串入小電阻、反向直流電流、電位補(bǔ)償?shù)确椒ê脱b置。

其中，電容隔直裝置優(yōu)點(diǎn)是隔離直流比較徹底，通過開關(guān)控制是否將電容和火花間隙旁路，也十分方便。缺點(diǎn)是整套裝置較為復(fù)雜，占地較多，造價很高(高達(dá)100萬人民幣)，實(shí)現(xiàn)難度還是較大，且對于系統(tǒng)過電壓、絕緣配合等各方面的影響未知因素較多，校核困難。另外，串入電容還有可能造成系統(tǒng)諧振。

在中性點(diǎn)和地網(wǎng)之間串入一個阻值為數(shù)歐姆的小電阻，可以使得中性點(diǎn)流入的直流電流明顯減小，達(dá)到工程上可以接受的程度。中性點(diǎn)串入阻抗對系統(tǒng)零序參數(shù)產(chǎn)生了影響，進(jìn)而也會影響到繼電保護(hù)的整定。這種方案的缺點(diǎn)是無法完全抵消直流從中性點(diǎn)流入，但是由于其概念明確，相對易于實(shí)現(xiàn)，對系統(tǒng)的影響也較小。

反向直流電流和電位補(bǔ)償法所涉及的裝置復(fù)雜，難于實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)階段尚無應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種用于變壓器高壓繞組的直流偏磁電流的抑制裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于變壓器高壓繞組的直流偏磁電流的抑制裝置，該抑制裝置包括：

旁路保護(hù)裝置，其包括間隙、旁路開關(guān)，間隙和旁路開關(guān)并聯(lián)后串接入變壓器中性點(diǎn)；間隙由兩球電極形成；

測量裝置，用于測量旁路開關(guān)兩端的電壓、以及通過旁路開關(guān)的電流；

控制裝置，其將測量裝置的所測得的電壓和電流與預(yù)先設(shè)定的動作電壓和動作電流進(jìn)行比較；當(dāng)電流超過動作電流時，則斷開旁路開關(guān)；當(dāng)電壓低于動作電壓時，則閉合旁路開關(guān)。

本發(fā)明的抑制裝置是將間距可控可調(diào)的間隙和旁路開關(guān)并聯(lián)后串接入變壓器中性點(diǎn)，達(dá)到阻隔大地直流回流的目的。控制裝置在監(jiān)測到變壓器中性點(diǎn)處直流偏磁電流過大(大于預(yù)先設(shè)定的動作電流)后，將斷開旁路開關(guān)，即斷開變壓器中性點(diǎn)接地回路，將一間隙串入回路，切斷直流偏磁電流。此時，線路如出現(xiàn)短路故障，間隙兩端電壓將急劇增加，從而擊穿，及時泄放故障電流，避免由此出現(xiàn)的損壞中性點(diǎn)的過電壓及對繼電保護(hù)系統(tǒng)的破壞。當(dāng)間隙兩端直流電壓小于預(yù)先設(shè)定的動作電壓時，說明此時直流偏磁電流已經(jīng)很小，不影響變壓器的運(yùn)行，此時，旁路開關(guān)閉合，間隙退出，變壓器中性點(diǎn)直接接地。

本發(fā)明中，旁路開關(guān)可通過幾十安培的電流。

本發(fā)明中，旁路開關(guān)的動作電流、動作電壓可根據(jù)需求設(shè)定、調(diào)整。

本發(fā)明中，變壓器直流偏磁電流大小、抑制裝置的動作情況、變壓器運(yùn)行狀況(接地、絕緣)可實(shí)時傳送到電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控部門，電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控部門可實(shí)時掌握變壓器運(yùn)行情況。

與電容隔直裝置相比，本發(fā)明的抑制裝置由于沒有大電容，占地較少，造價很低，不存在對系統(tǒng)過電壓、絕緣配合、繼電保護(hù)等各方面的影響，也不存在造成系統(tǒng)諧振的風(fēng)險。

與小電阻裝置相比，本發(fā)明的抑制裝置可以完全消除直流偏磁電流，同時，可控間隙只在直流偏磁較大時投入系統(tǒng)，變壓器正常情況下直接接地，對變壓器運(yùn)行方式無影響。

與反向直流電流和電位補(bǔ)償法所涉及的裝置相比，本發(fā)明的抑制裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、體積很小、安裝方便、資金投入較少、不改變變壓器正常運(yùn)行時接地方式、對線路保護(hù)無影響等優(yōu)點(diǎn)，利于工程中應(yīng)用。