一种用于变压器高压绕组的直流偏磁电流的抑制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于变压器高压绕组的直流偏磁电流的抑制装置。
【背景技术】
[0002]近年来，随着经济高速发展，能源需求快速增长，远距离、大容量直流输电工程迅速发展。我国土地资源紧张，直流输电工程接地极与交流变电站在很多地方相距很近，交流变电站变压器不可避免的要受到直流接地极入地电流的影响。当直流线路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，从大地中流过会对附近的交流系统产生影响。单极或双极以大地为回路运行时，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性点及输电线路流经变压器绕组，使得变压器出现偏磁现象。交流电网中中性点直接接地变压器工作在励磁曲线的饱和区域会引起其振动剧烈、噪声聚升、过热以及交流电网电压总畸变率大幅升高，严重时可引起变压器的损坏。
[0003]直流偏磁电流对变压器的影响包括:1、噪音增大；2、对电压波形的影响；变压器铜耗增加；变压器铁耗增大。
[0004]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(几个小时)，入地电流幅值大(上千安培)，正负极性不确定，对变压器影响大的特点。目前，在国内电力单位已经意识到直流接地极入地电流对变电站变压器影响的严重性。现阶段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。
[0005]其中，电容隔直装置优点是隔离直流比较彻底，通过开关控制是否将电容和火花间隙旁路，也十分方便。缺点是整套装置较为复杂，占地较多，造价很高(高达100万人民币)，实现难度还是较大，且对于系统过电压、绝缘配合等各方面的影响未知因素较多，校核困难。另外，串入电容还有可能造成系统谐振。
[0006]在中性点和地网之间串入一个阻值为数欧姆的小电阻，可以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。中性点串入阻抗对系统零序参数产生了影响，进而也会影响到继电保护的整定。这种方案的缺点是无法完全抵消直流从中性点流入，但是由于其概念明确，相对易于实现，对系统的影响也较小。
[0007]反向直流电流和电位补偿法所涉及的装置复杂，难于实现，现阶段尚无应用。
【发明内容】
[0008]针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种用于变压器高压绕组的直流偏磁电流的抑制装置。
[0009]为了实现上述目的，本发明提供了一种用于变压器高压绕组的直流偏磁电流的抑制装置，该抑制装置包括:
[0010]旁路保护装置，其包括间隙、旁路开关，间隙和旁路开关并联后串接入变压器中性点；间隙由两球电极形成；
[0011]测量装置，用于测量旁路开关两端的电压、以及通过旁路开关的电流；
[0012]控制装置，其将测量装置的所测得的电压和电流与预先设定的动作电压和动作电流进行比较；当电流超过动作电流时，则断开旁路开关；当电压低于动作电压时，则闭合旁路开关。
[0013]本发明的抑制装置是将间距可控可调的间隙和旁路开关并联后串接入变压器中性点，达到阻隔大地直流回流的目的。控制装置在监测到变压器中性点处直流偏磁电流过大(大于预先设定的动作电流)后，将断开旁路开关，即断开变压器中性点接地回路，将一间隙串入回路，切断直流偏磁电流。此时，线路如出现短路故障，间隙两端电压将急剧增加，从而击穿，及时泄放故障电流，避免由此出现的损坏中性点的过电压及对继电保护系统的破坏。当间隙两端直流电压小于预先设定的动作电压时，说明此时直流偏磁电流已经很小，不影响变压器的运行，此时，旁路开关闭合，间隙退出，变压器中性点直接接地。
[0014]本发明中，旁路开关可通过几十安培的电流。
[0015]本发明中，旁路开关的动作电流、动作电压可根据需求设定、调整。
[0016]本发明中，变压器直流偏磁电流大小、抑制装置的动作情况、变压器运行状况(接地、绝缘)可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运行情况。
[0017]与电容隔直装置相比，本发明的抑制装置由于没有大电容，占地较少，造价很低，不存在对系统过电压、绝缘配合、继电保护等各方面的影响，也不存在造成系统谐振的风险。
[0018]与小电阻装置相比，本发明的抑制装置可以完全消除直流偏磁电流，同时，可控间隙只在直流偏磁较大时投入系统，变压器正常情况下直接接地，对变压器运行方式无影响。
[0019]与反向直流电流和电位补偿法所涉及的装置相比，本发明的抑制装置具有结构简单、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。
[0020]根据本发明另一【具体实施方式】，间隙为间距可控可调的间隙，即间隙两球电极之间的距离可根据需要调整、设定。
[0021]根据本发明另一【具体实施方式】，间隙的变化范围为lcm-10cm。
[0022]根据本发明另一【具体实施方式】，控制装置调节间隙的大小。
[0023]根据本发明另一【具体实施方式】，旁路开关及控制装置均设有防雷保护装置，以防止旁路开关及控制装置在雷电过电压下损坏。
[0024]根据本发明另一【具体实施方式】，旁路开关为真空或填充其它惰性气体的密闭结构，以避免因开断电流时，开关接头间的电火花造成燃爆风险。
[0025]根据本发明另一【具体实施方式】，旁路开关的动作时间满足:t ( 10msο
[0026]根据本发明另一【具体实施方式】，测量装置包括:用于测量旁路开关两端电压(间隙电压)的仪表；用于测量旁路开关回路上回路电流的仪表。
[0027]根据本发明另一【具体实施方式】，控制装置包括逻辑电路。
[0028]与现有技术相比，本发明具备如下有益效果:
[0029]本发明的抑制装置可有效抑制直流接地极入地电流对变电站中性点直接接地的变压器的影响，其结构简单、体积小、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。
[0030]下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
【附图说明】
[0031]图1是应用实施例1的抑制装置的变压器系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]实施例1
[0033]如图1所示，应用本实施例的抑制装置的变压器系统包括变压器高压绕组1、以及用于直流偏磁电流的抑制装置。抑制装置包括旁路保护装置、测量装置、控制装置。
[0034]其中，旁路保护装置包括间隙2、旁路开关T，间隙2和旁路开关T并联后串接入变压器中性点；间隙2由两球电极形成，其间距可控可调，即间隙两球电极之间的距离可根据需要调整、设定。间隙2的变化范围为lcm-lOcm。旁路开关T为真空或填充其它惰性气体的密闭结构，以避免因开断电流时，开关接头间的电火花造成燃爆风险，其动作时间满足:t 10ms0
[0035]测量装置用于测量旁路开关两端的电压、以及通过旁路开关的电流；其包括用于测量旁路开关两端电压(间隙电压)的仪表、以及用于测量旁路开关回路上回路电流的仪表。
[0036]控制装置包括逻辑电路，其将测量装置的所测得的电压和电流与预先设定的动作电压和动作电流进行比较；当电流超过动作电流时，则断开旁路开关；当电压低于动作电压时，则闭合旁路开关。另外控制装置还调节间隙的大小。
[0037]旁路开关及控制装置均设有防雷保护装置，以防止旁路开关及控制装置在雷电过电压下损坏。
[0038]本实施例的抑制装置的工作原理如下:
[0039]当变压器收到直流接地极入地电流影响时，旁路开关T回路处流过电流较大，当电流大于设定的动作电流I时，控制系统发出指令开关T将在10ms内断开，变压器通过可控间隙接地，此时，变压器不受直流偏磁电流影响。此时，线路如出现短路故障，间隙两端电压将急剧增加，从而击穿、及时泄放故障电流，有效避免由此出现的损坏中性点的过电压及对继电保护系统的破坏，因此，此装置不影响变压器绝缘配合方案和线路继电保护系统。当旁路开关T两端(也即可控球隙两端)电压低于设定的动作电压U时，控制系统发出指令开关T将在10ms内闭合，变压器直接接地，恢复正常运行状态。
[0040]虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。
【主权项】
1.一种用于变压器高压绕组的直流偏磁电流的抑制装置，其特征在于，所述抑制装置包括: 旁路保护装置，其包括间隙、旁路开关，所述间隙和所述旁路开关并联后串接入变压器中性点；所述间隙由两球电极形成； 测量装置，用于测量所述旁路开关两端的电压、以及通过所述旁路开关的电流； 控制装置，其将所述测量装置的所测得的电压和电流与预先设定的动作电压和动作电流进行比较；当电流超过动作电流时，则断开所述旁路开关；当电压低于动作电压时，则闭合所述旁路开关。2.根据权利要求1所述的抑制装置，其特征在于，所述间隙为间距可控可调的间隙。3.根据权利要求2所述的抑制装置，其特征在于，所述间隙的变化范围为lcm-lOcm。4.根据权利要求2所述的抑制装置，其特征在于，所述控制装置调节所述间隙的大小。5.根据权利要求1所述的抑制装置，其特征在于，所述旁路开关及所述控制装置均设有防雷保护装置。6.根据权利要求1所述的抑制装置，其特征在于，所述旁路开关为真空或填充其它惰性气体的密闭结构。7.根据权利要求1所述的抑制装置，其特征在于，所述旁路开关的动作时间满足:t 10ms08.根据权利要求1所述的抑制装置，其特征在于，所述测量装置包括: 用于测量所述旁路开关两端电压的仪表； 用于测量所述旁路开关回路上回路电流的仪表。9.根据权利要求1所述的抑制装置，其特征在于，所述控制装置包括逻辑电路。
【专利摘要】本发明提供了一种用于变压器高压绕组的直流偏磁电流的抑制装置，该抑制装置包括：旁路保护装置，其包括间隙、旁路开关，间隙和旁路开关并联后串接入变压器中性点；测量装置，用于测量旁路开关两端的电压、以及通过旁路开关的电流；控制装置，其将测量装置的所测得的电压和电流与预先设定的动作电压和动作电流进行比较；当电流超过动作电流时，则断开旁路开关；当电压低于动作电压时，则闭合旁路开关。本发明的抑制装置可有效抑制直流接地极入地电流对变电站中性点直接接地的变压器的影响，其结构简单、体积小、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。
【IPC分类】H02H9/02
【公开号】CN105186473
【申请号】CN201510287543
【发明人】孙志媛, 周柯, 李凌, 孙艳, 刘默斯, 邓秋荃, 韩冰, 王刚, 孟晓波, 李锐海, 廖永力, 廖梦君, 邹林
【申请人】广西电网有限责任公司电力科学研究院, 南方电网科学研究院有限责任公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年5月29日