一种高压直流换流变压器及其有载调压开关连接方法技术

本发明专利技术提供了高压直流换流变压器及其有载调压开关连接方法，一种高压直流换流变压器，包括直流侧和交流侧，交流侧包括交流侧主线圈、调压线圈、切换开关和第一电阻，交流侧主线圈的一端连接高电压，另一端通过第一开关连接极性开关，极性开关的两个选择端分别连接调压线圈的正负两端，调压线圈设置有多个调压端口，切换开关的一端与这些调压端口的其中一个连接，另一端接地；该换流变压器的交流侧还包括第二开关和第一选择开关，第二开关的一端连接交流侧主线圈的低压端，另一端接地；第一电阻的一端通过第一选择开关分别连接调压线圈的正负两端，另一端接地。本发明专利技术大大减少了乙炔气体的产生，使换流变压器的工作更为安全可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种变压器，特别是一种用于高压直流输电的换流变压器。
技术介绍
高压直流输电在电网建设中，对于长距离送电和大区联网有着非常广阔的发展 前景，是目前作为解决高电压、大容量、长距离送电和异步联网的重要手段。高压直流 输电利用稳定的直流电具有无感抗、容抗也不起作用、无同步问题等优点而采用的大功 率远距离直流输电。输电过程为直流。高压直流输电常用于架空线和海底电缆输电，非 同步运行的交流系统之间的连络等方面。高压直流输电是将三相交流电通过换流站整流变成直流电，然后通过直流输电 线路送往另一个换流站逆变成三相交流电的输电方式。它基本上由两个换流站和直流输 电线组成，两个换流站与两端的交流系统相连接。换流站的主要设备包括换流器、换流 变压器、平波电抗器、交流滤波器、直流避雷器及控制保护设备等。换流变压器是换流站的主要设备，也是直流输电系统的主要设备，其主要参数 按直流系统的特殊要求确定。换流变压器的作用是向换流器供给交流功率或从换流器接 受交流功率，并且将网侧交流电压变换成阀侧所需要的电压。在整流站，用换流变压器将交流系统和直流系统隔离，通过换流装置将交流网 络的电能转换为高压直流电能，利用高压直流输电线路传输；在逆变站，通过换流装置 将直流电能转换为交流电能，再通过换流变压器送到交流电网；从而实现交流输电网络 与高压直流输电网络的联络。换流变压器提供相位差为30°的12脉波交流电压，以降低 交流侧谐波电流，特别是5次和7次谐波电流；作为交流系统和直流系统的电气隔离，削 弱侵入直流系统的交流侧过电压；通过换流变压器的阻抗限制直流系统的短路电流进入 交流系统；通过换流变压器可以实现直流电压较大幅度的分档调节。在高压直流输电工程中，因适应阀组各种不同运行工况、阀侧电压调节范围需 求较大等原因，换流变压器一般调压档位较多(例如29档)。在此情况下，换流变压器 均将调压方式设计为正反调压，这样换流变仅需一半调压档位线圈就可满足工程需要。 这也是高压直流输电工程中常用的调压方式。国内大部分运行和在建的高压、特高压直 流输电工程中换流变压器调压的布置方式均如此。例如，通过极性转换开关的转换，14 个档位的调压线圈，就可实现29档的功能需求。由于换流变压器和阀组直接相连，为在冲击合闸时阀组承受的电压最低、同时 降低换流变压器本身承受的冲击，根据相关规程，所有换流变压器在带电前，其档位均 自动设定在交流侧绕组最长的档位，这样换流变压器本身在冲击合间时为欠励磁，而阀 侧电压为最低值，是最安全的方式。换流变在带电后再根据阀侧电压需要调整有载调压开关的档位到适当位置，然 后再对阀组解锁。在这个过程中，一般有载调压开关需经过极性开关转换，从加极性到 减极性的位置。而在工程调试过程中，阀组需多次启停，换流变压器也需多次受到合闸冲击和多次调压开关的极性转换。尽管采取了正反极性调压的方式，高压直流换流变压器调压线圈档位还是较 多。一般换流变压器在设计时，所有调压线圈单独绕制为一圈，在换流变制造时不论是 在阀侧电压较低时放置在最外侧或是阀侧电压较高时放置在最内侧，调压线圈均有较大 的对地电容。这样在有载调压开关极性开关动作时，其极性开关均要切电容性电压。为限 制此电压，有载调压开关在极性开关动作前，在调压线圈的中间档，先接入一个电位电 阻，可一定程度上降低极性开关切换时在极性档位之间的放电。尽管接入了电位电阻，有载调压开关在极性开关动作时，仍需切换部分线圈对 地电容，在这种情况下，极性开关动作时仍然会引起触头间的火花放电，从而产生出放 电性特征气体乙炔。这样，如果极性开关动作次数增多，在极性开关动作时的轻微放电 引起的少量乙炔在多次积累后，就可能造成换流变压器油色谱分析时乙炔气体的轻微异 常。在此情况下，如果该换流变压器继续运行，则存在一定的安全问题；如果停止运 行，则需要更换新的变压器，不仅会造成停电事故，还会增加电网运行成本。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种高压直流换流变压器及其有载调压开关 连接方法，通过改变换流变压器调压线圈侧的电路连接方式，避免了在极性开关动作时 的线圈放电，从而阻止了乙炔气体的产生。具体的，本专利技术提供了一种高压直流换流变压器，包括直流侧和交流侧，交流 侧包括交流侧主线圈、调压线圈、切换开关和第一电阻，交流侧主线圈的一端连接高电 压，另一端通过第一开关连接极性开关，极性开关的两个选择端分别连接调压线圈的正 负两端，调压线圈设置有多个调压端口，切换开关的一端与这些调压端口的其中一个连 接，另一端接地；该换流变压器的交流侧还包括第二开关和第一选择开关，第二开关的 一端连接交流侧主线圈的低压端，另一端接地；第一电阻的一端通过第一选择开关分别 连接调压线圈的正负两端，另一端接地。本专利技术还提供了一种高压直流换流变压器有载调压开关连接方法，所述高压直 流换流变压器的交流侧包括交流侧主线圈、调压线圈、切换开关、第一开关和第二开 关，交流侧主线圈的一端连接高电压，另一端通过第一开关连接极性开关，极性开关的 两个选择端分别连接调压线圈的正负两端，调压线圈设置有多个调压端口，切换开关的 一端与这些调压端口的其中一个连接，另一端接地；第二开关的一端连接交流侧主线圈 的低压端，另一端接地；所述交流侧还包括第一电阻和第一选择开关，第一电阻的一端 通过第一选择开关分别连接调压线圈的正负两端，另一端接地。本专利技术还提供了另一种高压直流换流变压器，包括直流侧和交流侧，交流侧包 括交流侧主线圈、调压线圈、切换开关、第二电阻和第三电阻，交流侧主线圈的一端连 接高电压，另一端通过第一开关连接极性开关，极性开关的两个选择端分别连接调压线 圈的正负两端，调压线圈设置有多个调压端口，切换开关的一端与这些调压端口的其中 一个连接，另一端接地；另外，该换流变压器的交流侧还包括第二开关、第三开关和第 四开关，第二开关的一端连接交流侧主线圈的低压端，另一端接地；第二电阻的一端通过第四开关连接调压线圈的正极，另一端接地；第三电阻的一端通过第四开关连接调压 线圈的负极，另一端接地。本专利技术还提供了一种高压直流换流变压器有载调压开关连接方法，所述高压直 流换流变压器的交流侧包括交流侧主线圈、调压线圈、切换开关、第一开关和第二开 关，交流侧主线圈的一端连接高电压，另一端通过第一开关连接极性开关，极性开关的 两个选择端分别连接调压线圈的正负两端，调压线圈设置有多个调压端口，切换开关的 一端与这些调压端口的其中一个连接，另一端接地；第二开关的一端连接交流侧主线圈 的低压端，另一端接地；所述交流侧还包括第二电阻、第三电阻、第三开关和第四开 关，第二电阻的一端通过第三开关调压线圈的正极端，另一端接地，第三电阻的一端通 过第四开关调压线圈的负极端，另一端接地。本专利技术的高压直流换流变压器改变了原有的交流侧线路连接方式，彻底解决了 在极性开关动作时，调压线圈杂散电容放电不完全的缺点，从而大大减少了乙炔气体的 产生，使换流变压器的工作更为安全可靠。附图说明图1所示为现有的高压直流换流变压器交流侧的原理图。图2所示为调压线圈调压在最外侧时的原理图。图3所示为现有的高压直流换流变压器在极性开关动作时的等效电路图。图4所示为本专利技术的高压直流换流变压器的一个实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压直流换流变压器，包括直流侧和交流侧，其特征在于：所述交流侧包括交流侧主线圈、调压线圈、切换开关、第一开关和第二开关，交流侧主线圈的一端连接高电压，另一端通过第一开关连接极性开关，极性开关的两个选择端分别连接调压线圈的正负两端，调压线圈设置有多个调压端口，切换开关的一端与这些调压端口的其中一个连接，另一端接地；第二开关的一端连接交流侧主线圈的低压端，另一端接地；所述交流侧还包括第一电阻和第一选择开关，第一电阻的一端通过第一选择开关分别连接调压线圈的正负两端，另一端接地。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙昕，
申请(专利权)人：国家电网公司，
类型：发明
国别省市：11