[實用新型]基于噴射等離子體觸發開關的變壓器中性點直流隔離裝置

有效

• 申請號: 201822079546.7
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN209029909U
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 李江濤;趙政;劉書瀚;李擎宇
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02H7/04
• 分類號: H02H7/04;H02H9/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本實用新型公開了一種基于噴射等離子體觸發開關的變壓器中性點直流隔離裝置，包括控制和觸發系統、第一地刀、第二地刀、基于噴射等離子體觸發開關的快速保護開關、金屬性接觸保護開關、隔直電容、用于檢測隔直電容兩側電壓的電壓檢測器以及用于檢測隔直電容電流的電流檢測器，控制和觸發系統包括控制系統及觸發系統，該裝置滿足中心點接地阻抗的要求，同時不存在晶閘管損壞的問題，整套裝置兼顧了保護時間、導通電流能力、開關工作電壓低和變壓器中性點低阻抗的要求。

技術領域

本實用新型涉及一種電力變壓器中性點直流隔離裝置，具體涉及一種基于噴射等離子體觸發開關的變壓器中性點直流隔離裝置。

背景技術

隨著我國電力工業和城市建設的發展，直流輸電、高速鐵路和地下鐵路等工程規模日益增大。直流輸電工程存在單極大地運行方式，較大直流電流以大地為通路。地下鐵路系統以鋼軌為回流路徑，由于鋼軌對地絕緣老化等原因，直流電流會泄露入大地。若在直流電流回流路徑上存在電力變壓器，則電力變壓器有可能會受到直流電流的影響。原因在于電力變壓器、架空線和電纜等構成的通路等效直流阻抗遠小于大地阻抗。由于電力變壓器工作點較靠近鐵芯飽和點，若疊加直流電流，則會產生工作點的偏移，造成變壓器振動異常等故障。因此有必要對出現直流偏磁的變壓器進行直流電流隔離。

現有電力變壓器中性點直流隔離裝置基本原理有三種，一是利用電容“隔直通交”特性，在變壓器中性點串聯電容，此種方法可以徹底隔絕直流；二是在變壓器中性點串聯小電阻，此種方法僅可降低直流電流幅值，且與系統運行參數、大地阻抗等因素有關；三是在變壓器中性點注入反向電流抵消大地電流，此種方法控制復雜，存在滯后效應。因此在變壓器中性點串聯電容是一種較優的方法。

電力系統除正常運行狀態外，還有可能發生單相接地等故障，對于220kV及以上系統，要求發生單相故障時變壓器中性點需可靠金屬性接地。以單相接地故障為例，發生故障后，通過變壓器中性點的零序電流突增，從正常的不平衡電流(約10A量級)快速增加至數千安電流。若采用中性點串聯電容方法，則較大沖擊電流有可能造成電容器爆炸損壞，因此需要在電容器兩端并聯快速保護裝置，在檢測到系統故障時可以快速、穩定的保護電容器，并且要求保護裝置的瞬態電流通過能力較強。常規技術路線為金屬性接觸保護開關和快速保護開關并聯保護的方式。由于金屬性接觸保護開關導通電流大，但動作時間通常較長，通常達數十毫秒，快速保護開關導通電流能力弱，但動作時間快。因此在故障發生時，通常先由快速保護開關承擔前期短路電流，當金屬性接觸保護開關完全閉合后，短路電流轉移至金屬性接觸保護開關。

專利《一種變壓器中性點電容式隔直裝置接地系統》(申請號：CN 104465050 A)介紹了一種機械旁路開關和整流橋串聯晶閘管的保護方式。專利《一種變壓器中性點直流隔直裝置》(授權號：CN 104810793 B)采用了一種類似結構，區別在于緩沖電抗器位置不同。專利《一種新型變壓器中性點電容隔直直流偏磁抑制裝置》(授權號：CN 205051335 U)采用了并聯雙石墨間隙的結構以取代晶閘管支路，并聯間隙采用了與主回路直接電氣相連的點火線圈進行點火。

現有技術中，對金屬性接觸保護開關技術較為成熟，通常為真空斷路器、接觸器等成熟器件，然而對于隔直裝置中的關鍵器件—快速保護開關，目前的技術路線均存在缺陷。采用晶閘管的方案需使得晶閘管承受較高的短路電流，容易造成晶閘管的損壞。采用雙石墨間隙并與主回路直接電氣相連的點火線圈的結構，在隔直電容支路引入了電感，變壓器中性點等效接地阻抗會升高，不滿足中性點低接地阻抗的要求。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種基于噴射等離子體觸發開關的變壓器中性點直流隔離裝置，該裝置滿足中心點接地阻抗的要求，同時不存在晶閘管損壞的問題。