一種變壓器中性點(diǎn)直流消除容阻裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種變壓器中性點(diǎn)直流消除容阻裝置，特別涉及利用該裝置實(shí)現(xiàn)變壓器中性點(diǎn)直流治理的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著高壓直流輸電規(guī)模的擴(kuò)大，其產(chǎn)生的不利影響也逐漸顯現(xiàn)出現(xiàn)，特別是在高壓直流系統(tǒng)單極運(yùn)行或雙極輸送功率不平衡運(yùn)行時(shí)，大地有直流流過，引起換流站附近地表電位發(fā)生較大變化，使周邊l1kv及以上變壓器中性點(diǎn)有直流電流進(jìn)入，從而引起變壓器的震動(dòng)加劇、噪聲增加、油溫上升，造成變壓器直流偏磁問題。
[0003]變壓器中性點(diǎn)直流消除容阻裝置由電容器組和電阻串聯(lián)支路、電阻、快速旁路回路、旁路開關(guān)、機(jī)械開關(guān)并聯(lián)而成，接于變壓器中性點(diǎn)和地網(wǎng)之間。在沒有直流電流流經(jīng)變壓器中性點(diǎn)或流經(jīng)直流電流未超過限值時(shí)，旁路開關(guān)處于分閘位置、機(jī)械開關(guān)處于合閘位置，電阻回路接入到變壓器中性點(diǎn)，對變壓器中性點(diǎn)直流和系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時(shí)短路電流進(jìn)行抑制，防止變壓器鐵芯因直流影響出現(xiàn)直流偏磁現(xiàn)象，同時(shí)限制系統(tǒng)短路故障電流，保護(hù)變壓器及相關(guān)設(shè)備的安全。當(dāng)檢測到流經(jīng)變壓器中性點(diǎn)的直流電流超過限值時(shí)，旁路開關(guān)轉(zhuǎn)為斷開位置、機(jī)械開關(guān)處于分閘位置使電容器組和電阻串聯(lián)支路投入，起到消除直流電流的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決上述變壓器中性點(diǎn)直流治理技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種變壓器中性點(diǎn)直流消除容阻裝置，同時(shí)提供利用該裝置實(shí)現(xiàn)變壓器中性點(diǎn)直流治理的方法。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種變壓器中性點(diǎn)直流消除容阻裝置，包括設(shè)置在箱體中的四個(gè)并聯(lián)支路，快速旁路回路、電容器組和第一電阻串聯(lián)支路、旁路開關(guān)支路及第二電阻和機(jī)械開關(guān)串聯(lián)支路，箱體還包括電流監(jiān)視儀及數(shù)字控制器；
[0007]所述快速旁路回路用于在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)快速恢復(fù)變壓器接地，保護(hù)變壓器和變壓器中性點(diǎn)直流消除容阻裝置安全可靠運(yùn)行；
[0008]所述快速旁路回路由電力電子器件和低感抗大電流電抗器串聯(lián)組成；
[0009]所述電容器組和第一電阻串聯(lián)支路用于對變壓器中性點(diǎn)直流電流的消除；
[0010]所述電容器組為若干電容器并聯(lián)；
[0011]所述電容器由自愈金屬化膜無感卷繞制成，采用不銹鋼外殼，具有電容值大、在使用壽命期間電容值下降幅度低于2個(gè)百分點(diǎn)、使用壽命長；
[0012]所述第一電阻由石墨制成，具有體積小、耐受沖擊電流大、耐高溫能力強(qiáng)特點(diǎn)，用于對變壓器中性點(diǎn)直流電流的抑制；
[0013]所述第一電阻為若干電阻模塊串并聯(lián)；
[0014]所述旁路開關(guān)支路用于系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)恢復(fù)變壓器金屬接地，保護(hù)變壓器和變壓器中性點(diǎn)直流消除容阻裝置安全可靠運(yùn)行；
[0015]所述機(jī)械開關(guān)用于第一電阻的投切；
[0016]所述電流監(jiān)視儀包括電流互感器、電壓互感器，用于測量變壓器接電點(diǎn)電流、電壓；
[0017]所述數(shù)字控制器用于控制快速旁路回路、旁路開關(guān)及機(jī)械開關(guān)分合。
[0018]為了更好實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述電容器組和第一電阻串聯(lián)安裝于金屬框架內(nèi)，金屬框架通過絕緣子固定在箱體內(nèi)。
[0019]為了更好實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述電流監(jiān)視儀中電流互感器安裝于裝置的進(jìn)出線端，電壓互感器與電容器組和第一電阻串聯(lián)支路并聯(lián)。
[0020]為了更好實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述電容器組和第一電阻串聯(lián)采用硬母排連接，保證鏈接牢固可靠。
[0021]為了更好實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述第一電阻由石墨壓制而成，電阻阻值可調(diào)。
[0022]為了更好實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述電力電子器件由整流二極管與晶閘管串聯(lián)組成，整流二極管與晶閘管壓接為一個(gè)整體。
[0023]為了更好實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述低感抗電抗器采用樹脂澆注干式空心電抗器。
[0024]為了更好實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述低感抗電抗器固定采用絕緣拉桿。
[0025]為了更好實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述快速旁路回路中的晶閘管由控制器觸發(fā)和壓敏電阻硬件觸發(fā)構(gòu)成。
[0026]一種利用該裝置實(shí)現(xiàn)變壓器中性點(diǎn)直流治理的方法，包括以下步驟:數(shù)字控制器通過電流監(jiān)視儀數(shù)值是否符合動(dòng)作要求，來控制旁路開關(guān)、快速旁路回路或機(jī)械開關(guān)的分合狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)變壓器中性點(diǎn)直流消除容阻裝置對變壓器中性點(diǎn)直流的抑制或消除作用。
[0027]當(dāng)數(shù)字控制器判斷電流監(jiān)測儀所測變壓器中性點(diǎn)直流電流較小時(shí)，數(shù)字控制器命令機(jī)械開關(guān)合閘，旁路開關(guān)分閘，快速旁路回路不觸發(fā)，第二電阻投入到變壓器中性點(diǎn)中，對變壓器中性點(diǎn)直流進(jìn)行抑制，防止變壓器鐵芯因直流出現(xiàn)偏磁現(xiàn)象，導(dǎo)致變壓器震動(dòng)、噪聲、油溫增加，危及變壓器的安全運(yùn)行。
[0028]當(dāng)數(shù)字控制器判斷電流監(jiān)視儀所測變壓器中性點(diǎn)直流電流較大時(shí)，數(shù)字控制器命令機(jī)械開關(guān)分閘，旁路開關(guān)分閘，快速旁路回路不觸發(fā)，第二電阻退出運(yùn)行，電容器組和第一電阻串聯(lián)支路投入到變壓器中性點(diǎn)中，對變壓器中性點(diǎn)直流進(jìn)行消除，防止變壓器鐵芯因直流出現(xiàn)偏磁現(xiàn)象，導(dǎo)致變壓器震動(dòng)、噪聲、油溫增加，危及變壓器的安全運(yùn)行。
[0029]數(shù)字控制器判斷電流監(jiān)測儀所測變壓器中性點(diǎn)交流電流數(shù)值是否超標(biāo)，從而判定系統(tǒng)是否出現(xiàn)短路故障，當(dāng)交流電流值超標(biāo)時(shí)，數(shù)字控制器命令機(jī)械開關(guān)分閘，旁路開關(guān)合閘，快速旁路回路觸發(fā)，第二電阻、電容器組和第一電阻串聯(lián)支路退出運(yùn)行，當(dāng)數(shù)字控制器檢測到旁路開關(guān)合閘完成信號后快速旁路回路觸發(fā)停止，變壓器中性點(diǎn)恢復(fù)金屬接地狀態(tài)，同時(shí)保護(hù)第二電阻、電容器組和第一電阻串聯(lián)支路免受系統(tǒng)短路電流沖擊，延長變壓器中性點(diǎn)直流消除容阻裝置使用壽命，提高裝置的可靠性。
[0030]變壓器中性點(diǎn)直流消除容阻裝置通過判斷流過變壓器中性點(diǎn)直流電流的大小，實(shí)現(xiàn)本裝置在電阻或電容接地狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，從而對變壓器中性點(diǎn)直流電流進(jìn)行抑制或隔除，采用變壓器中性點(diǎn)直流消除容阻裝置既合理利用電阻法和電容法的優(yōu)勢又避開雙方的缺點(diǎn)。
[0031]本發(fā)明的變壓器中性點(diǎn)直流消除容阻裝置采用快速旁路回路與旁路開關(guān)組成系統(tǒng)短路故障時(shí)的保護(hù)回路，即利用電力電子器件響應(yīng)時(shí)間快又利用了旁路開關(guān)持續(xù)通大電流能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)構(gòu)成合理的保護(hù)梯級，解決了電力電子器件持續(xù)通大電流能力較弱和旁路開關(guān)動(dòng)作時(shí)間慢的弱點(diǎn)。
[0032]本發(fā)明的變壓器中性點(diǎn)直流消除容阻裝置采用大容值的電容器組和第一電阻串聯(lián)，系統(tǒng)短路時(shí)施加在電容器組和第一電阻串聯(lián)回路的電壓低，同時(shí)采用快速旁路回路與旁路開關(guān)作為保護(hù)旁路，響應(yīng)時(shí)間快，故變壓器中性點(diǎn)直流消除容阻裝置可不需采用放電間隙對電容器組和第一電阻串聯(lián)支路進(jìn)行保護(hù)。同時(shí)低電壓使變壓器中性點(diǎn)直流消除容阻裝置絕緣要求降低，減小了裝置的體積，使安裝更加靈活多變。
[0033]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0034]本直流消除容阻裝置在變壓器中性點(diǎn)直流消除容阻裝置正常運(yùn)行和檢修情況下，都能夠可以實(shí)現(xiàn)直流偏磁治理和直流電流、交流電流監(jiān)測功能，而且方案簡單可靠，維護(hù)方便，適宜推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明所述一種變壓器中性點(diǎn)直流消除容阻裝置的邏輯框圖；
[0036]圖2為本發(fā)明所述一種變壓器中性點(diǎn)直流消除容阻裝置的原理框圖。
[0037]附圖標(biāo)記:
[0038]1為低感限流電抗器，2為電力電子器件模塊，3為電容器組，4為電壓互感器，5為旁路開關(guān)，6為第二電阻，7為機(jī)械開關(guān)，8為數(shù)字控制器，9為電流監(jiān)視儀，10為第一電阻
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0040]實(shí)施例1
[0041]一種變壓器中性點(diǎn)直流消除容阻裝置方法，如圖1所示，數(shù)字控制器8通過電流監(jiān)視儀數(shù)值9是否符合動(dòng)作要求，來控制旁路開關(guān)5、快速旁路回路或機(jī)械開關(guān)7的分合狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)變壓器中性點(diǎn)直流消除容阻裝置對變壓器中性點(diǎn)直流的抑制或消除作用。
[0042]當(dāng)數(shù)字控制器8判斷電流監(jiān)測儀9所測變壓器中性點(diǎn)直流電流較小時(shí)，數(shù)