一种具有双重保护的直流偏磁抑制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于变压器的直流偏磁技术保护领域，具体涉及一种具有双重保护的直流偏磁抑制装置，包括：变压器中性线接地开关K1、隔直流开关K2、隔直流电容器C、保护间隙回路、晶体管保护回路、氧化锌避雷器R、旁路保护开关K3、第一电流互感器CT1、第二电流互感器CT2、信号调理单元、控制单元和驱动单元。

【技术实现步骤摘要】
一种具有双重保护的直流偏磁抑制装置
本技术属于变压器的直流偏磁技术保护领域，具体涉及一种具有双重保护的直流偏磁抑制装置。
技术介绍
高压直流输电在远距离、大容量电能的输电过程中，具有更好的经济性，我国的“西电东送”战略大量采用高压直流输送方式。对于远距离直流输电系统，通常是以双极方式运行的，但在系统建设初期或者当其中一极发生故障时，其运行方式变为单极大地运行。由上可知，单极大地运行作为高压直流输电系统的一种运行方式，在实际运行中基本上是不可避免的。高达几千安培的直流电流从直流接地极直接注入大地会通过变压器的接地中性点进入交流电网，导致变压器的励磁电流中增加了直流分量。该直流分量会导致变压器的铁芯高度饱和，由此引发变压器振动加剧、局部过热、噪音增大、产生大量谐波，造成变压器无功损耗增加、绝缘损坏、寿命缩短以及导致继电保护装置误动，严重影响电力系统的稳定运行。为了避免接地变压器由于中性点流入的电流导致的直流偏磁问题，人们对抑制变压器中性点直流电流的措施与装置的研究越来越多。中性点串联电容法是目前在抑制变压器中性点直流方面比较流行的方案，传统的方案在雷击或交流系统短路故障等情况下，变压器中性线会流过很大的电流，并产生很高的暂态电压，可能对电容器造成损坏。因此需要对隔直流电容器进行可靠的保护。
技术实现思路
针对上述存在的技术问题，本技术提供一种具有双重保护的直流偏磁抑制装置，其特征在于，包括：变压器中性线接地开关K1、隔直流开关K2、隔直流电容器C、保护间隙回路、晶体管保护回路、氧化锌避雷器R、旁路保护开关K3、第一电流互感器CT1、第二电流互感器CT2、信号调理单元、控制单元和驱动单元；变压器中性线接地开关K1的输入端与变压器绕组的中性点连接，变压器中性线接地开关K1的输出端与电流互感器CT1串联接地；隔直流开关K2的输入端与变压器绕组的中性线连接，隔直流开关K2的输出端分别与电流互感器CT2、电压互感器PT的一端连接；电流互感器CT2的另一端与隔直流电容器C的一端连接；隔直流电容器C的另一端与变压器中性线接地开关K1的输出端连接；电压互感器PT与变压器中性线接地开关K1的输出端连接；保护间隙回路由第一限流电感L1与火花间隙M串联组成；保护间隙回路的第一限流电感L1的一端与隔直流开关K2的输出端连接，保护间隙回路的第一限流电感L1的另一端与火花间隙M的一端连接，火花间隙M的另一端与变压器中性线接地开关K1的输出端连接；氧化锌避雷器R的一端与隔直流开关K2的输出端连接，氧化锌避雷器R的另一端与变压器中性线接地开关K1的输出端连接；旁路保护开关K3的输入端与隔直流开关K2的输出端连接，旁路保护开关K3的输出端与变压器中性线接地开关K1的输出端连接；晶体管保护回路由第二限流电感L2与反向并联的第一绝缘栅型晶体管VT1、第二绝缘栅型晶体管VT2串联组成；晶体管保护回路的第二限流电感L2的一端与隔直流开关K2的输出端连接，晶体管保护回路的第二限流电感L2的另一端与反向并联的第一绝缘栅型晶体管VT1、第二绝缘栅型晶体管VT2的一端连接，反向并联的第一绝缘栅型晶体管VT1、第二绝缘栅型晶体管VT2的另一端与变压器中性线接地开关K1的输出端连接；第一电流互感器CT1与信号调理单元的第一输入端IN1、第二输入端IN2连接，第二电流互感器CT2与信号调理单元的第三输入端IN3、第四输入端IN4连接；信号调理单元的输出端与控制单元的输入端连接，用于采集并处理CT1和CT2的检测信号，然后传送至控制单元；控制单元的输出端与驱动单元连接，用于根据信号调理单元的输入信号生成控制指令，并传送至驱动单元；驱动单元分别与第一绝缘栅型晶体管VT1、第二绝缘栅型晶体管VT2连接，用于对控制单元的控制指令进行升压操作，然后传送至第一绝缘栅型晶体管VT1、第二绝缘栅型晶体管VT2，从而实现对第一绝缘栅型晶体管VT1、第二绝缘栅型晶体管VT2的有效导通和截止。所述信号调理单元，包括：第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第三运算放大器U3、第四运算放大器U4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第一电容C1；所述第一电阻R1的一端连接信号调理单元的第二输入端IN2，第一电阻R1的另一端分别连接第二电阻R2、第三电阻R3的一端，并连接到第一运算放大器U1的正输入端；所述第二电阻R2的另一端连接信号调理单元的第二输入端IN2；第三电阻R3的另一端接地；第四电阻R4的一端分别连接第一运算放大器U1的负输入端、第五电阻R5的一端，第四电阻R4的另一端接地；第五电阻R5的另一端分别连接第一运算放大器U1的输出端、第六电阻R6的一端；第六电阻R6的另一端分别连接第二运算放大器U2的正输入端、第七电阻R7的一端；第七电阻R7的另一端接地；第二运算放大器U2的负输入端分别连接第八电阻R8、第九电阻R9的一端；第八电阻R8的另一端接地；第九电阻R9的另一端分别连接第二运算放大器U2的输出端、信号调理电路的第一输出端OUT1；第十电阻R10的一端分别连接第三运算放大器U3的第三输入端IN3、第十一电阻R11的一端，第十电阻R10的另一端连接第三运算放大器U3的第四输入端IN4，并接地；第十一电阻R11的另一端分别连接第三运算放大器U3的负输入端、第十二电阻R12的一端；第三运算放大器U3的正输入端连接第十三电阻R13、第十四电阻R14的一端；第十二电阻R12的另一端分别连接第三运算放大器U3的输出端、第十五电阻R15的一端；第十三电阻R13的另一端接地；第十四电阻R14的另一端分别连接第三运算放大器U3的第四引脚、第四运算放大器U4的第四引脚；第十五电阻R15的另一端分别连接第一电容C1的一端、第四运算放大器U4的正输入端，第一电容C1的另一端接地；第四运算放大器U4的负输入端分别连接第四运算放大器U4的输出端、第十六电阻R16的一端；第十六电阻R16的另一端连接信号调理单元的第二输出端OUT2。所述控制单元采用TMS320F2812型号的DSP处理器；TMS320F2812处理器的ADCINA0引脚连接信号调理单元的第一输出端OUT1，TMS320F2812处理器的ADCINB0引脚连接信号调理单元的第二输出端OUT2，TMS320F2812处理器的PWM1～PWM2输出引脚依次连接驱动单元的SPWM1～SPWM2引脚。所述驱动单元采用DA926D7驱动电路；驱动电路的GND引脚接地；驱动电路的VCC引脚连接直流电源模块的+15V引脚；驱动电路的SPWM1～2引脚依次连接DSP处理器的PWM1～2引脚；驱动电路的Output1～2引脚依次连接在第一绝缘栅型晶体管VT1的基极G1和第二绝缘栅型晶体管VT2～G2上。本技术的有益效果：本技术提出一种具有双重保护的直流偏磁抑制装置，能够对变压器直流偏磁进行抑制，可靠性高，成本低，确保电网的稳定运行。由于交流电网发生不对称短路故障时，变压器中性线中的交流电流增大的时间短，幅值大，易对直流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有双重保护的直流偏磁抑制装置，其特征在于，包括：变压器中性线接地开关K1、隔直流开关K2、隔直流电容器C、保护间隙回路、晶体管保护回路、氧化锌避雷器R、旁路保护开关K3、第一电流互感器CT1、第二电流互感器CT2、信号调理单元、控制单元和驱动单元；变压器中性线接地开关K1的输入端与变压器绕组的中性点连接，变压器中性线接地开关K1的输出端与电流互感器CT1串联接地；隔直流开关K2的输入端与变压器绕组的中性线连接，隔直流开关K2的输出端分别与电流互感器CT2、电压互感器PT的一端连接；电流互感器CT2的另一端与隔直流电容器C的一端连接；隔直流电容器C的另一端与变压器中性线接地开关K1的输出端连接；电压互感器PT与变压器中性线接地开关K1的输出端连接；保护间隙回路由第一限流电感L1与火花间隙M串联组成；保护间隙回路的第一限流电感L1的一端与隔直流开关K2的输出端连接，保护间隙回路的第一限流电感L1的另一端与火花间隙M的一端连接，火花间隙M的另一端与变压器中性线接地开关K1的输出端连接；氧化锌避雷器R的一端与隔直流开关K2的输出端连接，氧化锌避雷器R的另一端与变压器中性线接地开关K1的输出端连接；旁路保护开关K3的输入端与隔直流开关K2的输出端连接，旁路保护开关K3的输出端与变压器中性线接地开关K1的输出端连接；晶体管保护回路由第二限流电感L2与反向并联的第一绝缘栅型晶体管VT1、第二绝缘栅型晶体管VT2串联组成；晶体管保护回路的第二限流电感L2的一端与隔直流开关K2的输出端连接，晶体管保护回路的第二限流电感L2的另一端与反向并联的第一绝缘栅型晶体管VT1、第二绝缘栅型晶体管VT2的一端连接，反向并联的第一绝缘栅型晶体管VT1、第二绝缘栅型晶体管VT2的另一端与变压器中性线接地开关K1的输出端连接；第一电流互感器CT1与信号调理单元的第一输入端IN1、第二输入端IN2连接，第二电流互感器CT2与信号调理单元的第三输入端IN3、第四输入端IN4连接；信号调理单元的输出端与控制单元的输入端连接，用于采集并处理CT1和CT2的检测信号，然后传送至控制单元；控制单元的输出端与驱动单元连接，用于根据信号调理单元的输入信号生成控制指令，并传送至驱动单元；驱动单元分别与第一绝缘栅型晶体管VT1、第二绝缘栅型晶体管VT2连接，用于对控制单元的控制指令进行升压操作，然后传送至第一绝缘栅型晶体管VT1、第二绝缘栅型晶体管VT2，从而实现对第一绝缘栅型晶体管VT1、第二绝缘栅型晶体管VT2的有效导通和截止。...

【技术特征摘要】
1.一种具有双重保护的直流偏磁抑制装置，其特征在于，包括：变压器中性线接地开关K1、隔直流开关K2、隔直流电容器C、保护间隙回路、晶体管保护回路、氧化锌避雷器R、旁路保护开关K3、第一电流互感器CT1、第二电流互感器CT2、信号调理单元、控制单元和驱动单元；变压器中性线接地开关K1的输入端与变压器绕组的中性点连接，变压器中性线接地开关K1的输出端与电流互感器CT1串联接地；隔直流开关K2的输入端与变压器绕组的中性线连接，隔直流开关K2的输出端分别与电流互感器CT2、电压互感器PT的一端连接；电流互感器CT2的另一端与隔直流电容器C的一端连接；隔直流电容器C的另一端与变压器中性线接地开关K1的输出端连接；电压互感器PT与变压器中性线接地开关K1的输出端连接；保护间隙回路由第一限流电感L1与火花间隙M串联组成；保护间隙回路的第一限流电感L1的一端与隔直流开关K2的输出端连接，保护间隙回路的第一限流电感L1的另一端与火花间隙M的一端连接，火花间隙M的另一端与变压器中性线接地开关K1的输出端连接；氧化锌避雷器R的一端与隔直流开关K2的输出端连接，氧化锌避雷器R的另一端与变压器中性线接地开关K1的输出端连接；旁路保护开关K3的输入端与隔直流开关K2的输出端连接，旁路保护开关K3的输出端与变压器中性线接地开关K1的输出端连接；晶体管保护回路由第二限流电感L2与反向并联的第一绝缘栅型晶体管VT1、第二绝缘栅型晶体管VT2串联组成；晶体管保护回路的第二限流电感L2的一端与隔直流开关K2的输出端连接，晶体管保护回路的第二限流电感L2的另一端与反向并联的第一绝缘栅型晶体管VT1、第二绝缘栅型晶体管VT2的一端连接，反向并联的第一绝缘栅型晶体管VT1、第二绝缘栅型晶体管VT2的另一端与变压器中性线接地开关K1的输出端连接；第一电流互感器CT1与信号调理单元的第一输入端IN1、第二输入端IN2连接，第二电流互感器CT2与信号调理单元的第三输入端IN3、第四输入端IN4连接；信号调理单元的输出端与控制单元的输入端连接，用于采集并处理CT1和CT2的检测信号，然后传送至控制单元；控制单元的输出端与驱动单元连接，用于根据信号调理单元的输入信号生成控制指令，并传送至驱动单元；驱动单元分别与第一绝缘栅型晶体管VT1、第二绝缘栅型晶体管VT2连接，用于对控制单元的控制指令进行升压操作，然后传送至第一绝缘栅型晶体管VT1、第二绝缘栅型晶体管VT2，从而实现对第一绝缘栅型晶体管VT1、第二绝缘栅型晶体管VT2的有效导通和截止。2.根据权利要求1所述的具有双重保护的直流偏磁抑制装置，其特征在于，所述信号调理单元，包括：第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第三运算放大器U3、第四运算放大器U4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九...

【专利技术属性】
技术研发人员：马硕，蒋元宇，徐建源，曹辰，陈浩然，吴冠男，王璐，易伟，王今龙，高歌，刘一潼，王钰潇，于高乐，宋怡，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21