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一種抑制交流變壓器直流偏磁電流的裝置的制作方法

文檔序號:7216337閱讀:196來源:國知局
專利名稱:一種抑制交流變壓器直流偏磁電流的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及一種抑制交流變壓器直流偏磁電流的裝置,尤其是用于抑制超高壓直流(HVDC)輸電系統(tǒng)地中電流對交流變壓器影響的中性點接地裝置,屬于輸電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
超高壓直流(HVDC)輸電系統(tǒng)在單極大地回路方式下運行時會向大地注入大量的直流電流,直流電流經(jīng)過土壤流入附近的直接接地的交流變壓器的中性點,給交流系統(tǒng)帶來十分不利的影響。為了抑制直流電流流入交流變壓器,可以在變壓器中性點加裝抑制裝置。國內(nèi)目前的中性點抑制裝置有兩種中性點串聯(lián)電容方案和中性點施加反向電源方案。串聯(lián)電容方案對于隔斷某一處的電流效果明顯,但正是由于它的這種剛性特征,可能會導(dǎo)致一處電流被隔斷,而其它變電站的變壓中性點直流顯著升高;另外,大容量的變壓器中性點安裝了電容之后,可能會產(chǎn)生鐵磁諧振過電壓。反向電源方案控制策略較為復(fù)雜,且需要建造一個輔助接地極,并需要采取措施保證幾百伏電壓的安全性問題。以上兩種方案的裝置都比較復(fù)雜,從而使得裝置的成本高,可靠性低,維護工作量大。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提出一種抑制交流變壓器直流偏磁電流的裝置,以解決超高壓直流(HVDC)輸電系統(tǒng)地中直流電流對交流變壓器的影響問題,將流入變壓器中性點的直流電流抑制到電力系統(tǒng)運行中可以接受的程度,同時,使裝置的元件盡量簡單,不至于給電力系統(tǒng)的運行與繼電保護帶來影響。
本實用詳細提出的抑制交流變壓器直流偏磁電流的裝置,串聯(lián)于交流變壓器的中性點與變電站地網(wǎng)之間,包括一個電阻器和一個保護器,所述的電阻器和保護器相互并聯(lián)。
上述裝置中的保護器包括兩個導(dǎo)電體和兩個電極,的兩個導(dǎo)電體的一端分別與兩個電極相連,導(dǎo)電體的另一端分別與電路相連接。兩個電極之間留有間隙。兩個電極之間的間隙的距離d可以為3~5mm。
其中的兩個導(dǎo)電體為L形導(dǎo)電片,兩個電極為圓柱形電極;所述的兩個圓柱形電極的一側(cè)同軸相對;所述的兩個L形導(dǎo)電片的長端分別與所述圓柱形電極的另一側(cè)相對固定,兩個短端分別與電路相連接。
其中的L形導(dǎo)電片可以為銅片。
其中的圓柱形電極可以為石墨圓柱體。
其中圓柱形電極同軸相對的一側(cè)的端部為圓弧形。
本實用新型提出的抑制交流變壓器直流偏磁電流的裝置,其優(yōu)點是能夠有效地降低超高壓直流(HVDC)輸電系統(tǒng)地中直流電流對交流變壓器的影響。而且,由于本實用新型提出的保護器的耐受電流能力強,能夠在很寬的范圍(電流從500A至10kA)內(nèi)保護電阻器,因此就直接省去了大量的輔助保護元件,因此裝置十分簡單,工作可靠性高,不需要日常維護,其成本也很低。


圖1是本實用新型提出的抑制交流變壓器直流偏磁電流裝置的一個應(yīng)用實例圖。
圖2是本裝置中保護器的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖3是圖2的A向視圖。
圖4是本裝置的作用原理電路圖。
圖1中,1是變電站主變壓器,2是本裝置,3是裝置接入刀閘,4是本裝置中的電阻器,5是本裝置的保護器,6是檢修用刀閘,7是避雷器,8是保護用棒棒結(jié)構(gòu)的放電間隙,9是保護電流檢測裝置。圖2、圖3中,5a是L形導(dǎo)電片,5b是圓柱形電極,5c是固定用螺釘。圖4中,RG1、RG2分別為變電站1和變電站2的接地電阻, RT1、RT2分別為變電站1和變電站2中變壓器的直流電阻,RL為連接兩個變電站的輸電線路直流電阻,Z為串接入變壓器中性點的抑制交流變壓器直流偏磁電流裝置,V12為兩個變電站之間的地中等效電壓源。
具體實施方式
本實用新型提出的抑制交流變壓器直流偏磁電流的裝置,如圖1所示,串聯(lián)于交流變壓器的中性點與變電站地網(wǎng)之間,該裝置包括一個電阻器4和一個保護器5,所述的電阻器4和保護器5相互并聯(lián)。
上述裝置中的保護器的結(jié)構(gòu)如圖2所示,包括兩個導(dǎo)電體5a和兩個電極5b,的兩個導(dǎo)電體的一端分別與兩個電極相連,導(dǎo)電體的另一端分別與電路相連接。兩個電極之間留有間隙。兩個電極之間的間隙的距離d可以為3~5mm。
圖2所示為本實用新型的一個實施例,其中的兩個導(dǎo)電體為L形導(dǎo)電片,兩個電極為圓柱形電極。兩個圓柱形電極的一側(cè)同軸相對。兩個L形導(dǎo)電片的長端分別與所述圓柱形電極的另一側(cè)相對固定,如圖3所示,L形導(dǎo)電片的長端分別通過螺釘5c與圓柱形電極固定,兩個短端分別與電路相連接。其中的L形導(dǎo)電片可以為銅片。其中的圓柱形電極可以為石墨圓柱體。其中圓柱形電極同軸相對的一側(cè)的端部可圓弧形。
圖4為本實用新型的作用原理。當直流輸電系統(tǒng)運行于單極大地方式時,地中會有幾千安培的直流電流,這樣就會在變電站1和變電站2之間產(chǎn)生電位差V12;此電位差會通過變電站1和變電站2的接地電阻RG1、RG2,變電站1和變電站2中變壓器的直流電阻RT1、RT2,以及連接兩個變電站的輸電線路直流電阻RL,構(gòu)成直流通路,因此就會有較大的直流電流通過交流變壓器,會在交流變壓器中產(chǎn)生偏磁,嚴重地影響變壓器的安全運行。這時,如果在變壓器中性點串接入本實用新型提出的抑制交流變壓器直流偏磁電流裝置Z,就可以大大減小直流通路中的直流電流,從而保證了變壓器的安全可靠運行。
本實用新型提出的抑制交流變壓器直流偏磁電流的裝置,用電阻器抑制限制流入變壓器中性點的地中直流電流,使得直流電流大小低于變壓器可以忍受值。將石墨間隙并聯(lián)到電阻器兩端,在系統(tǒng)發(fā)生故障時保護電阻器免于損壞。當超高壓直流(HVDC)輸電系統(tǒng)以單極大地回路方式運行時,地中直流電流受中性點電阻器的抑制,僅有少量流入交流變壓器,使變壓器和交流線路免受直流電流的影響。當交流系統(tǒng)發(fā)生非對稱故障時,有很大的暫態(tài)電流通過變壓器中性點流入地網(wǎng),保護間隙將被擊穿,從而將電阻器旁路,保護了電阻器。
其中,電阻器4的阻值一般為5~10歐姆,電阻器耐受電壓和耐受電流的數(shù)值由具體的應(yīng)用環(huán)境決定,通常用于220kV變電站的電阻器需要具備35kV/1min工頻耐壓水平,并能夠耐受1kA暫態(tài)電流3秒鐘。保護器所選用的電極材料為石墨,形狀為圓柱體,電極表面邊緣為圓弧過渡,如圖2所示,采用圓弧過渡的圓柱形石墨電極不僅可以保證間隙中的電場分布均勻,保證擊穿時機合理,而且能夠有效地耐受長時間大電流。兩個石墨電極之間的間隙距離可以為3~5mm,通常能夠耐受10kA暫態(tài)電流3s。
權(quán)利要求1.一種抑制交流變壓器直流偏磁電流的裝置,其特征在于該裝置串聯(lián)于交流變壓器的中性點與變電站地網(wǎng)之間,包括一個電阻器和一個保護器,所述的電阻器和保護器相互并聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于其中所述的保護器包括兩個導(dǎo)電體和兩個電極;所述的兩個導(dǎo)電體的一端分別與兩個電極相連,導(dǎo)電體的另一端分別與電路相連接;所述的兩個電極之間留有間隙。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置,其特征在于兩個電極之間的間隙的距離d為3~5mm。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置,其特征在于其中所述的兩個導(dǎo)電體為L形導(dǎo)電片,兩個電極為圓柱形電極;所述的兩個圓柱形電極的一側(cè)同軸相對;所述的兩個L形導(dǎo)電片的長端分別與所述圓柱形電極的另一側(cè)相對固定,兩個短端分別與電路相連接。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置,其特征在于其中所述的L形導(dǎo)電片為銅片。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置,其特征在于其中所述的圓柱形電極為石墨圓柱體。
7.如權(quán)利要求4所述的裝置,其特征在于其中所述的圓柱形電極同軸相對的一側(cè)的端部為圓弧形。
專利摘要本實用新型涉及一種抑制交流變壓器直流偏磁電流的裝置,屬于輸電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。本裝置串聯(lián)于交流變壓器的中性點與變電站地網(wǎng)之間,包括一個電阻器和一個保護器,電阻器和保護器相互并聯(lián)。其中的保護器包括兩個導(dǎo)電體和兩個電極,兩個導(dǎo)電體的一端分別與兩個電極相連,導(dǎo)電體的另一端分別與電路相連接。兩個電極之間留有間隙。本裝置的優(yōu)點是能夠有效地降低超高壓直流(HVDC)輸電系統(tǒng)地中直流電流對交流變壓器的影響。而且,由于本實用新型提出的保護器的耐受電流能力強,能夠在很寬的范圍(電流從500A至10kA)內(nèi)保護電阻器,省去了大量的輔助保護元件,因此裝置結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠性高,不需要日常維護,其成本也很低。
文檔編號H01T1/00GK2907023SQ20062002298
公開日2007年5月30日 申請日期2006年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月19日
發(fā)明者趙杰, 曾嶸, 黎小林, 何金良, 王 琦, 呂金壯, 牛犇 申請人:南方電網(wǎng)技術(shù)研究中心, 清華大學(xué)
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