一种变压器的直流偏磁电流抑制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电网技术领域，尤其涉及一种变压器的直流偏磁电流抑制装置。
【背景技术】
[0002]近年来，随经济高速发展，能源需求增多，远距离、大容量直流输电工程迅速发展。交流系统中的直流线路常常需要在单极以大地为回路和双极平衡方式之间进行运行切换。当单极以大地为回路运行时，巨大的直流电流以大地构成回路，会在交流变电站之间形成电位差，直流电流将通过变压器中心点及输电线路流经变压器绕组，使得变压器出线偏磁现象。交流电网中的中性点直接接地变压器工作在励磁区域的饱和区域会引起其振动剧烈、噪声剧升、过热以及交流电网电压总畸率大幅升高，严重时可引起变压器损坏。
[0003]直流接地极入地电流对变电站变压器影响具有如下特点:时间不确定(故障或检修期间发生)、作用时间短、入地电流幅值大、正负极性不确定和对变压器影响大。目前，已有多种抑制变压器直流偏磁电流的方法和装置，主要有电容隔直、中性点串入小电阻、反向直流电流、电位补偿等方法和装置。而与本发明最近的技术方案为中性点串入小电阻，该方法在中心点与地网之间串入一个阻值为数欧姆的小电阻，使得中性点流入的直流电流明显减小，达到工程上可以接受的程度。但是，中性点接入阻抗会对系统零序参数产生影响，从而影响到零序保护的整定，而且无法完全消去直流偏磁电流对变压器的影响。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提出一种电压器的直流偏磁电流抑制装置，能消除直流偏磁电流对变压器的影响，而且不影响电网的线路保护。
[0005]本发明实施例提供一种变压器的直流偏磁电流抑制装置，包括:中性点接入端口、接地端口、正温度系数热敏电阻、电容和可控间隙元件；
[0006]所述正温度系数热敏电阻用于在直流入地电流增大时，抑制直流偏磁电流；
[0007]所述电容用于在所述正温度系数热敏电阻抑制所述直流偏磁电流时，为所述变压器的中性点非直流电流分量提供通路；
[0008]其中，所述正温度系数热敏电阻连接在所述中性点接入端口和所述接地端口之间；
[0009]所述电容连接在所述中性点接入端口和所述接地端口之间；
[0010]所述可控间隙元件连接在所述中性点接入端口和所述接地端口之间。
[0011]进一步的，所述正温度系数热敏电阻为非线性正温度系数热敏电阻。
[0012]进一步的，所述可控间隙元件为球型状的可控间隙元件。
[0013]进一步的，该抑制装置还包括:电压传感器和电流传感器；
[0014]所述电压传感器与所述正温度系数热敏电阻并联连接；
[0015]所述电流传感器连接在所述正温度系数热敏电阻与所述接地端口之间。
[0016]进一步的，该抑制装置还包括:监控器，
[0017]所述监控器分别与所述电压传感器、电流传感器连接。
[0018]可见，实施本发明实施例，具有如下有益效果:
[0019]本发明实施例提供了一种变压器的直流偏磁电流抑制装置，包括:中性点接入端口、接地端口、正温度系数热敏电阻、电容和可控间隙元件。其中，正温度系数热敏电阻、电容和可控间隙元件相互并联后接入到中性点接入端口与接地端口之间。当正常工作时，流过变压器中性点的电流很小，正温度系数热敏电阻的阻值较小，中性点电流能流过正温度系数热敏电阻接入大地。当直流输电工程以单极大地为回路方式运行时，直流入地电流增大，正温度系数热敏电阻的温度升高导致电阻增加，使直流偏磁电流很难从正温度系数热敏电阻和电容通过，将变压器中性点电流限制在较低水平，从而减小流入交流系统的入地电流。相比于现有技术在中性点接入数欧姆大小的电阻，本发明技术方案的热敏电阻在正常工作下阻值远小于I欧姆，避免零序保护参数的影响，而且本装置的电阻阻值可随电流的增大而增大，可以基本消除直流偏磁电流对变压器的作用。
[0020]进一步的，如果变压器正常工作时(无直流入地电流影响)发生交流系统短路故障，短路故障零序电流将流过正温度系数热敏电阻和电容，因为正温度系数热敏电阻阻值较小，相当于交流系统接地，不影响线路控制保护定值。随着短路故障零序电流的持续流过，正温度系数热敏电阻随发热功率增加导致温度上升，电阻急剧增加，从而达到限制短路零序电流的作用。如果在直流输电工程以单极大地为回路方式运行时发生交流系统短路故障，由于直流入地电流的影响正温度系数热敏电阻的阻值很大，短路故障电流将大部分从电容流过。不过此时变压器中性点相当于经阻抗较小的电容接地，不会对线路保护产生影响。
[0021]进一步的，本装置不存在电力电子等控制装置，通过正温度系数热敏电阻的自身特性起到了投入、切除电容的功能，减小少了因电力电子设备故障造成的设备不动作或误动作。而且本装置具有结构简单、体积很小、安装方便、资金投入较少、不改变变压器正常运行时接地方式、对线路保护无影响等优点，利于工程中应用。
[0022]进一步的，本装置还包括监控器，可以对变压器直流偏磁电流大小、本装置动作情况、非线性电阻上电压进行监控，并将上述数据实时传送到电网运行监控部门。电网运行监控部门可实时掌握变压器和本装置的运行情况，实现远程监控。
【附图说明】
[0023]图1本发明提供的变压器的直流偏磁电流抑制装置的一种实施例的结构示意图；
[0024]图2是本发明提供的变压器的直流偏磁电流抑制装置的另一种实施例的结构示意图；
[0025]图3是本发明提供的变压器的直流偏磁电流抑制装置的又一种实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]参见图1，是本发明提供的变压器的直流偏磁电流抑制装置的一种实施例的结构示意图。如图1所示，该直流偏磁电流抑制装置包括:中性点接入端口 101、接地端口 102、正温度系数热敏电阻103、电容104和可控间隙元件105。
[0028]正温度系数热敏电阻103用于在直流入地电流增大时，抑制直流偏磁电流。
[0029]电容104用于在正温度系数热敏电阻103抑制直流偏磁电流时，为变压器的中性点非直流电流分量提供通路。此外，在线路发生短路故障时，电容104也可为正温度系数热敏电阻103分担部分短路电流。
[0030]在本实施例中，中性点接入端口 101与外部变压器的中性点连接。接地端口 102与信号地连接。
[0031]在本实施例中，正温度系数热敏电阻103连接在中性点接入端口 101和接地端口102之间。电容连104接在中性点接入端口 101和接地端口 102之间。可控间隙元件105连接在中性点接入端口 101和接地端口 102之间。
[0032]在本实施例中，正温度系数热敏电阻103为非线性正温度系数热敏电阻。非线性正温度系统热敏电阻在温度与室温相近时，电阻很小(远小于I欧姆)，当温度升高时，电阻会急剧升高。
[0033]在本实施例中，可控间隙元件105为球型状的可控间隙元件，用于当短路电流作用时，正温度系数热敏电阻和电