一种阻抗可调的阻容串联型变压器直流偏磁限制装置制造方法及图纸

本发明专利技术是一种阻抗可调的阻容串联型变压器直流偏磁限制装置，用于限制或消除中性点直接接地交流变压器中性点直流电流。包括有可调电阻、隔直电容器、第一状态转换开关、第二状态转换开关、控制单元和保护间隙，用于限制或消除变压器中性点直流电流的可调电阻和隔直电容器串联后的一端与变压器中性点相连，另一端接地；第一状态转换开关并联在可调电阻的两端；第二状态转换开关并联在隔直电容器的两端；保护间隙的一端与变压器中性点相连，另一端接地，控制单元与第一状态转换开关及第二状态转换开关连接。本发明专利技术用于超特高压交直流混合运行的输电系统中，限制或消除直流系统处于单极大地回路运行时中性点直接接地交流变压器中性点直流电流。

【技术实现步骤摘要】
一种阻抗可调的阻容串联型变压器直流偏磁限制装置
本专利技术是一种阻抗可调的阻容串联型变压器直流偏磁限制装置，属于高电压工程技术范畴，特别是在超特高压交直流混合运行的输电系统中，当直流系统处于单极大地回路运行时，本装置适用于限制或消除中性点直接接地交流变压器中性点直流电流。
技术介绍
随着现代科技的发展特别是大功率电力电子器件技术的突破，直流输电以其输送容量大、造价低、损耗小、不易老化、寿命长且输送距离不受限制等众多优点得到越来越多的发展。早在20世纪80年代，我国已开始建设直流工程。截至2013年底，我国已建成多条超特高压直流输电线路，特别是在广东、浙江等经济发达省份，已经形成超特高压交直流大电网混合运行的局面。按照规划,在2020年之前，我国还将兴建一系列高压直流输电工程(约30个，包括±500kV、±660kV、±800kV、±1000kV直流输电工程)。如：溪洛渡－浙西(±1000kV)，溪洛渡－株洲(±660kV)，云南－广东第2回(±800kV)等。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中性点直接接地变压器流入交流系统，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。因此，随着直流输电工程的不断增加，其对交流输电系统的影响也将越来越明显，特别是对变压器直流偏磁的影响也将越来越严重。目前，抑制变压器中性点直流电流的方法主要有：1、电容隔直法：通过在变压器中性点串联电容抑制电流，此方法优点是能彻底抑制直流电流,缺点是将直流电流完全排斥到其他接地设备中，可能对其他设备造成危害。2、电阻隔直法：通过在变压器中性点串联小电阻抑制电流，优点是能够起到一定抑制直流电流的作用，但当直流电流很大时系统中变压器中性点电流也可能存在超标的现象。3、直流电流反向注入法：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。电网中应用最为广泛的是电容隔直法，但随着直流工程的不断增多，一个变电站的变压器中性点采用电容隔直后，电流可能沿着其它线路进入其它变电站从而造成另外变压器直流偏磁超标。因此，若完全采用此种“堵”的方法，一方面要求每个变电站中性点直接接地的变压器均需安装隔直电容，另一方面大地中的直流电流可能对其他设施造成更大影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于考虑上述问题而提供一种阻抗可调的阻容串联型变压器直流偏磁限制装置。本专利技术在当变压器中性点直流电流不大时，用可调电阻将变压器中性点直流电流抑制在允许范围；当可调电阻达到满量程时，但变压器中性点直流电流仍未得到有效抑制时，用隔直电容完全隔离变压器中性点直流电流。本专利技术设计合理，方便实用。本专利技术的技术方案是：本专利技术的阻抗可调的阻容串联型变压器直流偏磁限制装置，包括有可调电阻、隔直电容器、第一状态转换开关、第二状态转换开关、控制单元和保护间隙，用于限制或消除变压器中性点直流电流的可调电阻和隔直电容器串联后的一端与变压器中性点相连，另一端接地；第一状态转换开关并联在可调电阻的两端；第二状态转换开关并联在隔直电容器的两端；保护间隙的一端与变压器中性点相连，另一端接地，控制单元与第一状态转换开关及第二状态转换开关连接。本专利技术由于采用由可调电阻、隔直电容器、状态转换开关、控制单元和保护间隙组成的结构，本专利技术的可调电阻用于限制变压器中性点直流电流；隔直电容器用于消除变压器中性点直流电流；状态转换开关用于控制整套装置直接接地、电阻隔直、电容隔直等运行状态的切换以及变压器中性点出现过电压时保护可调电阻、隔直电容器；保护间隙是状态转换开关的后备保护，当状态转换开关失效时保护整套系统免受过电压损坏。本专利技术用于超特高压交直流混合运行的输电系统中，限制或消除直流系统处于单极大地回路运行时中性点直接接地交流变压器中性点直流电流。当变压器中性点直流电流不大时，用可调电阻将变压器中性点直流电流抑制在允许范围；当可调电阻达到满量程时，但变压器中性点直流电流仍未得到有效抑制时，用隔直电容完全隔离变压器中性点直流电流。本专利技术设计合理，方便实用。本专利技术适用于110kV及以上电压等级交流系统中性点直接接地变压器。附图说明图1为本专利技术一种阻抗可调的阻容串联型变压器直流偏磁限制装置原理图；图2为本专利技术控制单元组成示意图；图3是本专利技术旁路状态的示意图；图4是本专利技术电阻隔直状态的示意图；图5是本专利技术电容隔直状态的示意图；图6是本专利技术过压过流保护状态的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施案例对本专利技术的试验装置做进一步说明。本专利技术的阻抗可调的阻容串联型变压器直流偏磁限制装置，包括有可调电阻1、隔直电容器2、第一状态转换开关3、第二状态转换开关4、控制单元5和保护间隙6，用于限制或消除变压器中性点直流电流的可调电阻1和隔直电容器2串联后的一端与变压器中性点相连，另一端接地；第一状态转换开关3并联在可调电阻1的两端；第二状态转换开关4并联在隔直电容器2的两端；保护间隙6的一端与变压器中性点相连，另一端接地，控制单元5与第一状态转换开关3及第二状态转换开关4连接。本实施例中，上述可调电阻1采用合金电阻形式，电阻阻值在0-5欧姆连续可调。本实施例中，上述隔直电容器2采用液体树脂填充，交流阻抗值不大于1欧姆，交流的频率是50Hz。本实施例中，上述第一状态转换开关3、第二状态转换开关4的规格型号相同，其触点通流能力不小于60kA，可承受最大电流持续时间大于10个周波，上述数据是指50Hz交流下的有效值。本实施例中，上述保护间隙6为球形间隙形式，两球形电极间隙距离可调节。本实施例中，上述控制单元5包括有第一电流传感器7、第二电流传感器9、第一电压传感器8、第二电压传感器10，第一电流传感器7及第一电压传感器8安装在第一状态转换开关3的同侧，第一电流传感器7及第一电压传感器8与第一状态转换开关3连接，分别采集第一状态转换开关3的电流及电压值；第二电流传感器9及第二电压传感器10安装在第二状态转换开关4的同侧，第二电流传感器9及第二电压传感器10与第二状态转换开关4连接，分别采集第二状态转换开关4的电流及电压值。此外，上述控制单元5还包括有AD转换器、中央处理器、DA转换器，第一电流传感器7、第二电流传感器9、第一电压传感器8、第二电压传感器10的二次端子分别与AD转换器连接，AD转换器通过中央处理器与DA转换器连接，DA转换器与可调电阻1、第一状态转换开关3、第二状态转换开关4连接。上述第一电流传感器7、第二电流传感器9、第一电压传感器8、第二电压传感器10的二次端子分别与4路AD转换器连接，AD转换器输出的信号通过中央处理器计算后，经DA转换器输出3路控制信号，分别控制第一状态转换开关3和第二状态转换开关4的开断和可调电阻的阻值。本专利技术的阻抗可调的阻容串联型变压器直流偏磁限制装置的工作状态如下：1、旁路状态参看图3，正常情况下中性点直接接地变压器的中性点没有或仅有少量不影响运行的直流电流，第一状态转换开关3、第二状态转换开关4处于关闭状态，电容、电阻隔直装置均处于被旁路的状态。控制单元监测第一状态转换开关3、第二状态转换开关4上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻抗可调的阻容串联型变压器直流偏磁限制装置，其特征在于包括有可调电阻（1）、隔直电容器（2）、第一状态转换开关（3）、第二状态转换开关（4）、控制单元（5）和保护间隙（6），用于限制或消除变压器中性点直流电流的可调电阻（1）和隔直电容器（2）串联后的一端与变压器中性点相连，另一端接地；第一状态转换开关（3）并联在可调电阻（1）的两端；第二状态转换开关（4）并联在隔直电容器（2）的两端；保护间隙（6）的一端与变压器中性点相连，另一端接地，控制单元（5）与第一状态转换开关（3）及第二状态转换开关（4）连接。

【技术特征摘要】
1.一种阻抗可调的阻容串联型变压器直流偏磁限制装置，其特征在于包括有可调电阻（1）、隔直电容器（2）、第一状态转换开关（3）、第二状态转换开关（4）、控制单元（5）和保护间隙（6），用于限制或消除变压器中性点直流电流的可调电阻（1）和隔直电容器（2）串联后的一端与变压器中性点相连，另一端接地；第一状态转换开关（3）并联在可调电阻（1）的两端；第二状态转换开关（4）并联在隔直电容器（2）的两端；保护间隙（6）的一端与变压器中性点相连，另一端接地，控制单元（5）与第一状态转换开关（3）及第二状态转换开关（4）连接。2.根据权利要求1所述的一种阻抗可调的阻容串联型变压器直流偏磁限制装置，其特征在于上述可调电阻（1）的电阻阻值在0-5欧姆连续可调。3.根据权利要求1所述的一种阻抗可调的阻容串联型变压器直流偏磁限制装置，其特征在于上述隔直电容器（2）的交流阻抗值不大于1欧姆。4.根据权利要求1所述的一种阻抗可调的阻容串联型变压器直流偏磁限制装置，其特征在于上述第一状态转换开关（3）、第二状态转换开关（4）的规格型号相同。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张巍，廖永力，陈鹏，张贵峰，吴新桥，王英洁，孟晓波，李锐海，陈晓，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44