一種新型變壓器直流偏磁抑制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種新型變壓器直流偏磁抑制裝置，包括三繞組變壓器、12脈波不控整流器、濾波電路、升降壓電路、雙向開關(guān)、補償電阻；12脈不控整流器由兩個6脈波不控整流器構(gòu)成；三繞組變壓器副邊的三角形繞組和星形繞組的輸出端分別接入一個6脈波不控整流器，兩個6脈波不控整流器的直流輸出串聯(lián)后接濾波電路，濾波電路的輸出通過升降壓電路來控制補償電阻上的電位，補償電阻上電壓的極性由雙向開關(guān)來控制切換，補償電阻連接在變壓器中性線與地之間。本發(fā)明的優(yōu)點在于：輸入電流諧波小，裝置容量大，可靠性高，調(diào)節(jié)范圍廣，適應(yīng)性強，成本低，結(jié)構(gòu)和控制都比較簡單，對整個電力系統(tǒng)具有重大的意義。
【專利說明】一種新型變壓器直流偏磁抑制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于變壓器直流偏磁保護【技術(shù)領(lǐng)域】，具體指一種可以抑制變壓器直流偏磁的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國“西電東送，南北互供，全國聯(lián)網(wǎng)”電力發(fā)展總方針的實施，采用直流輸電技術(shù)進行長距離輸電，可以提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性、穩(wěn)定性和調(diào)度的靈活性，具有廣闊的發(fā)展前景。流輸電工程的單極大地回路運行以大地或海水作為回流電路，在這種方式下大地充當(dāng)了直流輸電線路的另一根導(dǎo)線，流經(jīng)大地的電流是直流輸電工程的運行電流，此時高達幾千安培的電流從直流接地極注入大地。這么大的直流電流入地后，必然對接地極本身及其周圍的設(shè)施(如地下的金屬管線、交流輸電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等)帶來不可忽視的影響。
[0003]除直流輸電引起的變壓器直流偏磁外，地磁磁暴同樣可以引起變壓器的直流偏磁。由文獻可以看出，引發(fā)電力變壓器直流偏磁的還有地磁感應(yīng)電流(GIC)。地磁暴發(fā)生時，極電流產(chǎn)生的磁場和地球磁場相互作用在地球表面產(chǎn)生感應(yīng)電勢(ESP)，該感應(yīng)電勢可達每公里I?1V或更高。該地表電勢特別是東西走向的輸電線路中的接地變壓器間誘發(fā)地磁感應(yīng)電流。該感應(yīng)電流的頻率在0.001?0.1Hz之間，與交流系統(tǒng)的50Hz相比可以近似為直流。
[0004]直流偏磁會使變壓器的勵磁電流大幅增加，飽和程度加深，產(chǎn)生大量諧波，無功損耗增加，使其繞組、鐵心、油箱和夾件的渦流損耗增加，進而引起變壓器頂層油溫和繞組溫度增加，導(dǎo)致局部過熱；此外，還會導(dǎo)致磁滯伸縮加劇，噪聲增大，在一定程度上使變壓器振動加劇等等。所以研究抑制變壓器中性線直流偏磁的方法措施對于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定具有十分重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明提供一種裝置，將用于抑制變壓器中性線直流偏磁，目的在于提高變電站交流系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實施的:
一種新型變壓器直流偏磁抑制裝置，其特征在于:包括三繞組變壓器、12脈波不控整流器、濾波電路、升降壓電路、雙向開關(guān)、補償電阻；12脈波不控整流器由兩個6脈波不控整流器串聯(lián)構(gòu)成；三繞組變壓器副邊的三角形繞組和星形繞組的輸出端分別接入一個6脈波不控整流器，兩個6脈波不控整流器的直流輸出串聯(lián)后接濾波電路，濾波電路的輸出通過升降壓電路來控制補償電阻上面的電位；補償電阻上電壓的極性由雙向開關(guān)來控制切換，補償電阻連接在變壓器中性線與大地之間。
[0007]—種新型變壓器直流偏磁抑制裝置，其特征在于:作為具體的技術(shù)方案，所述濾波電路由平波電抗器和濾波電容構(gòu)成。
[0008]一種新型變壓器直流偏磁抑制裝置，其特征在于:作為具體的技術(shù)方案，所述升降壓電路由緣柵雙極型晶體管、電感、二極管和電容構(gòu)成。
[0009]本發(fā)明提供的變壓器直流偏磁抑制裝置，由三繞組變壓器和12脈波不控整流器提供偏磁抑制裝置的電源，可以顯著降低向電網(wǎng)輸入的諧波電流，最低次的諧波電流為11、13次，無需附加濾波裝置即能滿足國標(biāo)要求。采用升降壓電路可以靈活調(diào)節(jié)補償電阻上面的電位。濾波電路由平波電抗器和濾波電容構(gòu)成，簡單可靠。雙向開關(guān)可以實現(xiàn)變壓器直流偏磁裝置輸出電壓的極性，控制簡單、靈活。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；附圖標(biāo)記說明:1:三繞組變壓器；2:12脈動不控整流器；3:濾波電路；4:升降壓電路5:雙向開關(guān)；6:補償電阻。

【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行具體說明:如圖1所示，本發(fā)明提供的變壓器直流偏磁抑制裝置，包括三繞組變壓器(1)、12脈波不控整流器(2)、濾波電路(3)、升降壓電路
(4)、雙向開關(guān)(5)、補償電阻(6)。其中，三繞組變壓器(I)的原邊有一個星形連接組的繞組，副邊有一個三角形繞組和一個星形繞組。濾波電路(3)由平波電抗器LI和濾波電容Cl構(gòu)成。12脈波不控整流器2由兩個6脈波不控整流器構(gòu)成。
[0012]三繞組變壓器(I)副邊的三角形繞組和星形繞組的輸出端分別接入對應(yīng)的不控整流器，兩個6脈波不控整流器的直流輸出串聯(lián)起來構(gòu)成了 12脈波不控整流器(2)。12脈波不控整流器(2)的輸出端通過由平波電抗器LI和濾波電容Cl構(gòu)成的濾波電路(3)，將直流輸出電壓紋波進行平滑處理。平滑后的直流電壓通過由絕緣柵雙極型晶體管V、電感L2、二極管D1、電容C2構(gòu)成的升降壓電路(4)，升降壓電路(4)用來控制補償電阻(6)上面的電位大小，升降壓電路(4)的輸出電壓通過雙向開關(guān)(5)加到補償電阻(6)上面。雙向開關(guān)(5)用來控制補償電阻(6)上面的電位極性?？刂屏搜a償電阻(6)上面的電位大小和極性，可以靈活控制變壓器中性線上的直流偏置電流大小，保證變壓器安全可靠運行。
[0013]本發(fā)明的變壓器直流偏磁抑制裝置，由三繞組變壓器(I)和12脈波不控整流器
(2)提供偏磁抑制裝置的電源，可以顯著降低向電網(wǎng)輸入的諧波電流，最低次的諧波電流為
11、13次，無需附加濾波裝置即能滿足國標(biāo)要求。濾波電路(3)由平波電抗器和濾波電容構(gòu)成，簡單可靠。采用升降壓電路(4)可以靈活調(diào)節(jié)補償電阻上面的電位，只需控制一個器件，控制很簡單。雙向開關(guān)(5)可以實現(xiàn)變壓器直流偏磁裝置輸出電壓的極性，控制簡單、靈活。中性點電阻(6)串聯(lián)在變壓器中性線上，為直流偏磁抑制裝置提供電流回路，以控制偏磁電壓水平。
[0014]本發(fā)明提供的變壓器直流偏磁抑制裝置的工作原理為:實時檢測要保護的變壓器中性線電流，提取其中的直流分量，判斷其大小和方向，當(dāng)該直流分量大于設(shè)定值(如3A)時，整個裝置動作，在補償電阻上面產(chǎn)生所需的補償電位，將變壓器中性線上的直流電流限制在設(shè)定值(3A)以內(nèi)，并保持此運行狀態(tài)，直至變壓器中性線上的外施直流電流消失，偏磁抑制裝置才退出運行，繼續(xù)實時檢測變壓器中性線電流。優(yōu)點在于:輸入電流諧波小，無需附加濾波裝置即可滿足國標(biāo)要求，裝置容量大，可靠性高，調(diào)節(jié)范圍廣，適應(yīng)性強，成本低。
【權(quán)利要求】
1.一種新型變壓器直流偏磁抑制裝置，其特征在于，包括三繞組變壓器(I )、12脈波不控整流器(2)、濾波電路(3)、升降壓電路(4)、雙向開關(guān)(5)、補償電阻(6);12脈波不控整流器(2)由兩個6脈波不控整流器串聯(lián)構(gòu)成；三繞組變壓器副邊的三角形繞組和星形繞組的輸出端分別接入一個6脈波不控整流器，兩個6脈波不控整流器的直流輸出串聯(lián)后接濾波電路(3)，濾波電路(3)的輸出通過升降壓電路(4)控制補償電阻(6)上面的電位；補償電阻(6)上電壓的極性由雙向開關(guān)(5)來控制切換，補償電阻(6)連接在變壓器中性線與大地之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器直流偏磁抑制裝置，其特征在于:作為具體的技術(shù)方案，所述濾波電路(3)由平波電抗器和濾波電容構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的變壓器直流偏磁抑制裝置，其特征在于，作為具體的技術(shù)方案，所述升降壓電路(4 )由絕緣柵雙極型晶體管、電感、二極管和電容構(gòu)成。
【文檔編號】H02H7/04GK104242276SQ201310224497
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月7日
【發(fā)明者】尹忠東, 范永強, 董旭, 曹松偉, 姜喆, 李和明, 田雨 申請人:華北電力大學(xué)