专利名称：一种电容法抑制变压器中性点直流电流的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高压输变电过程中抑制变压器中性点直流电流的装置。
背景技术：
随着我国电网的建设，在用电负荷相对紧张的地区越来越多的直流输电线路投入运行。当直流输电系统单极大地运行时，大地极电流通过交流系统的变压器中性点流入交流系统，对交流输电系统产生不同程度的影响，尤其是交流变压器中性点叠加直流分量后产生磁偏，造成磁饱和，在交流系统中产生谐波、振荡及噪声，影响了交流系统的安全稳定运行。到2010年我国规划还将建成多条直流输电线路，尤其±800KV特高压直流输电线路。因此，直流送电对交流输电的影响将越来越明显，对变压器中性点直流电流的研究也由此产生。
目前，抑制变压器中性点直流电流的方法主要有1、通过在变压器中性点串联电阻抑制电流，此方法简单易行，但不能实现彻底抑制直流电流的目的；2、在变压器中性点周围施加与产生中性点直流的反电动势抑制中性点直流，此方法装置复杂，消耗电能较多，也不能实现对直流电流的完全抑制。
公开号为CN1625010A的中国发明专利申请公开说明书中记载了一种“反向电流法限制变压器中性点直流电流的方法”，其技术方案主要是(1)在变电所外选择一个独立的补偿接地极；(2)将直流发生装置的“地”端与独立的补偿接地极连接、直流发生装置的“输出”端与变压器接地的中性点连接；(3)变压器中性点直流电流检测装置测量变压器中性点直流电流，获得中性点直流电流值和方向；(4)直流发生装置的控制器自动启动直流发生装置向变压器中性点注入与直流偏磁相反的电流。该方法虽然不改动变器的原有接线，抵消直流偏磁的效果明显，但是，此方法装置复杂，消耗电能较多，而且也不能实现对直流电流的完全抑制。
发明内容
为克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供了一种结构简单、安全可靠并能完全抑制变压器中性点直流电流的装置。
本实用新型的技术方案是这样实现的一种电容法抑制变压器中性点直流电流的装置，包括电容回路、状态转换开关回路和过电压旁路回路，所述三个回路并联后串联在变压器中性点和接地极之间。
所述电容回路包括一电容，所述状态转换开关回路包括一状态转换开关，所述旁路回路包括整流桥、晶闸管、过电压触发单元、电感和续流二极管，整流桥的两臂与电容、状态转换开关并联，整流桥与晶闸管、电感串联，晶闸管阳极与门极两端并联有过电压触发单元，电感两端并联有续流二极管。
所述电感为串联的开关闭合电感和阻尼电感。
所述电容两端并联一个过电压间隙放电装置。
所述电容两端并联一个氧化锌过电压击穿放电回路。
所述晶闸管为两只或两只以上并联运行的晶闸管。
所述晶闸管过电压触发单元为两套或两套以上并联的触发单元。
所述状态转换开关为双开关或单开关多触点的开关。
本实用新型的有益效果如下1、由于本实用新型采用在有直流电流的变压器中性点串联电容器阻断中性点直流，并对于交流电流为小容抗接地，因此，该装置可完全抑制变压器中性点直流，并保证其它设备不需要进行参数调整与其配合，尤其是所有继电保护定值不需重新设置。
2、由于本实用新型同时还利用旁路晶闸管和状态转换开关与电容器配合，因此，当出现中性点过电压时可以迅速实现安全可靠地金属性接地。
3、由于本实用新型可在电容两端增加过电压间隙放电装置或氧化锌过电压击穿放电回路，因此，该装置的可靠性高。
4、由于本实用新型采用双套晶闸管触发电路，因此提高了过电压旁路启动的可靠性。
5、由于本实用新型状态转换开关可采用双开关或单开关多触点，因此，可以提高该装置的闭合故障电流能力。
图1是本实用新型的结构框图；图2是本实用新型实施例一的电路结构图；图3是本实用新型实施例二的电路结构图；图4是本实用新型实施例三的电路结构图；图5是本实用新型实施例四的电路结构图；图6是本实用新型实施例五的电路结构图。
图中1-变压器中性点 2-电容回路 3-状态转换开关回路 4-过电压快速开关回路 5-隔直电容 6，61，62-转换开关 7-整流桥 8，81，82-晶闸管 9，91，92-过电压触发单元 10-电感 101-开关闭合电感102-阻尼电感 11-续流二极管 12-过电压间隙放电装置 13-压敏电阻具体实施方式
如图1所示，电容法抑制变压器中性点直流装置包括电容回路2、状态转换开关回路3、过电压快速旁路回路4三个基本回路，这三个回路并联后一端串联到变压器中性点1上，另一端接地。当状态转换开关处于分断状态时，变压器中性点通过电容回路2接地，以此阻断变压器中性点的电流。状态转换开关回路3由可控制闭合/分断的开关组成，其状态决定了装置的运行状态；当开关闭合时，装置的所有器件被旁路，变压器中性点通过开关接点金属性接地。在电容接地的情况下，因变压器中性点1的直流电流被电容器阻断，从而在电容器两端形成电压。当电容器两端电压高于某一个电压极限——电压门限时，过电压快速旁路回路4导通，同时利用导通电流驱动状态转换开关闭合——进入直接接地状态。由于电压门限远高于直流系统在电容器两端形成的最高电压，因此，只有当交流系统发生三相不平衡故障时，电容器两端电压才能超越电压门限。
如图2所示，是电容法抑制变压器中性点直流电流装置的实施例1。图中，旁路回路由整流桥7、晶闸管8、过电压触发单元9、电感10和续流二极管11组成，整流桥7的两臂与电容5、状态转换开关6并联，整流桥7与晶闸管8、电感10串联，晶闸管8两端并联有过电压触发单元9，电感10两端并联有续流二极管11。
旁路回路4与隔直电容5、状态转换开关6并联后串联到变压器中性点上。其中，隔直电容5起到抑制变压器中性点直流的作用，同时对中性点交流低阻抗接地。当状态转换开关6处于闭合状态时，为直接接地运行状态；当该开关6处于断开状态时，为电容接地运行状态。整流桥7起电压极性变换作用，无论电容5及状态转换开关6两侧的电压极性如何，整流桥7保证施加到晶闸管8上的电压为阳极接正，阴极接负；当施加到晶闸管8上的电压高于触发门限时，过电压触发单元9导通并触发晶闸管8导通；当晶闸管8导通时，导通电流使电感10励磁并驱动状态转换开关6脱扣闭合；当晶闸管8电流下降时，续流二极管7迅速释放电感10的电流。
图2中的电感10可以是串联的开关闭合电感101和阻尼电感102，见图3至图6所示，其中，开关闭合电感101用于当快速旁路启动时，利用晶闸管8导通电流驱动开关6闭合；阻尼电感102用于抑制晶闸管8导通电流的上升速率，起保护晶闸管8的作用。
如图3所示，是电容法抑制变压器中性点直流电流装置的实施例2。在其它结构与实施例1相同的基础上，为增加装置的可靠性，可以在电容5两端增加一个过电压间隙放电装置12或氧化锌过电压击穿放电回路，如，在电容5两端并联一个压敏电阻13。
如图4所示，是电容法抑制变压器中性点直流电流装置的实施例3。当该装置应用到具有较大的中性点故障电流的系统时，在其它结构与实施例1相同的基础上，晶闸管8可以双或多只并联运行，以提高装置的电流能力。如图4，即为两只晶闸管81，82并联运行时的抑制变压器中性点直流电流装置。
如图5所示，是电容法抑制变压器中性点直流电流装置的实施例4。在其它结构与实施例1相同的基础上，采用双套晶闸管触发电路，以提高过电压旁路启动的可靠性。
如图6所示，是电容法抑制变压器中性点直流电流装置的实施例7。在其它结构与实施例1相同的基础上，状态转换开关可采用双开关或单开关多触点，以提高装置的闭合故障电流的能力。如图6，即为采用双开关时的抑制变压器中性点直流电流装置。
权利要求1.一种电容法抑制变压器中性点直流电流的装置，其特征在于，包括电容回路(2)、状态转换开关回路(3)和过电压旁路回路(4)，所述三个回路并联后串联在变压器中性点(1)和接地极之间。
2.根据权利要求1所述的电容法抑制变压器中性点直流电流的装置，其特征在于，所述电容回路(2)包括电容(5)，所述状态转换开关回路(3)包括状态转换开关(6)，所述旁路回路(4)包括整流桥(7)、晶闸管(8)、过电压触发单元(9)、电感(10)和续流二极管(11)，整流桥(7)的两臂与电容(5)、状态转换开关(6)并联，整流桥(7)与晶闸管(8)、电感(10)串联，晶闸管(8)阳极与门极两端并联有过电压触发单元(9)，电感(10)两端并联有续流二极管(11)。
3.根据权利要求2所述的电容法抑制变压器中性点直流电流的装置，其特征在于，所述电感(10)为串联的开关闭合电感(101)和阻尼电感(102)。
4.根据权利要求2所述的电容法抑制变压器中性点直流电流的装置，其特征在于，所述电容(5)两端并联一个过电压间隙放电装置(12)。
5.根据权利要求2或4所述的电容法抑制变压器中性点直流电流的装置，其特征在于，所述电容(5)两端并联一个氧化锌过电压击穿放电回路。
6.根据权利要求2所述的电容法抑制变压器中性点直流电流的装置，其特征在于，所述晶闸管(8)为两只或两只以上并联运行的晶闸管。
7.根据权利要求2所述的电容法抑制变压器中性点直流电流的装置，其特征在于，所述晶闸管过电压触发单元(9)为两套或两套以上并联的触发单元(91，92)。
8.根据权利要求2中所述的电容法抑制变压器中性点直流电流的装置，其特征在于，所述状态转换开关(6)为双开关或单开关多触点的开关。
专利摘要本实用新型公开了一种电容法抑制变压器中性点直流电流的装置，包括电容回路、状态转换开关回路和过电压旁路回路，所述三个回路并联后串联在变压器中性点和接地极之间。本实用新型结构简单、安全可靠并能完全抑制变压器中性点直流电流。
文档编号H02H7/04GK2847637SQ20052013330
公开日2006年12月13日 申请日期2005年11月18日 优先权日2005年11月18日
发明者印永华, 李柏青, 熊敏, 张辉, 张金平, 蒋卫平, 宋墩文, 王晖, 朱艺颖, 曾昭华, 岳智永, 王俊永, 董明会 申请人:中国电力科学研究院