[实用新型]一种抑制直流偏磁引起变压器噪音的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于紧急保护电路装置领域，尤其涉及一种用于抑制变压器中性点直流电流的紧急保护电路装置。

背景技术

随着我国电网的建设，越来越多的直流输电线路(亦称作高压直流输电)投入运行，在区域电力系统互连中起到了十分积极的作用。

当直流输电系统单极大地运行(亦称作不对称运行)时，地表会产生直流电压差，同样的结果也可能由工业生产中直流接地造成(如直流电解等)。

由于大地的直流电位差，当输电线路二端的变压器都采用中性点接地的方式时，大地直流差压通过中性点接地对变压器产生直流偏磁，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、噪声，严重影响了交流系统的安全稳定运行。其中带来的明显的后果是变压器噪音大大增加，经测量，变压器噪声的平均值大于75分贝，严重时甚至高达90分贝。

由于现在城市电网中变压器离居民区一般很近，变压器噪音的大大增加，往往造成很大的社会问题，产生诸多不利影响。

同时，直流偏磁现象的存在，亦使得变压器自身的损耗明显增大，不利于节能降耗和提高输电线路的传输效率。

国内对220KV变压器中性点接地运行方式中产生的直流源多有研究，进行了许多理论分析和现场实际测量。由于220KV变电站跨距相对较长，在则较长的距离产生的直流地电位差相对较大，因此容易构成直流回路。根据国内一些测试报告数据显示220KV变电站中性点接地二端的电位差最大可以达到40V～50V之间，最大直流电流可以达到30A左右。

为了有效降低直流电流，国内外一些地方采用在中性点接地回路中串接电阻或电容等方式解决直流电流引起的变压器偏磁；

加拿大魁北克电力局下属的2个单位，电力研究院IREQ和TransEnergie公司1993年起联合研制抑制中性点直流电流装置，它用来限制高压直流输电系统在采用大地返回方式时流入交流电网的直流电流。其工作原理是在变压器中性点接入小容抗，在系统故障时将其旁路。

国内有“变压器直流偏磁的原理性仿真”研究，分析变压器承受外部强制直流电流的自御机理，阐明了直流单极大地电流是直流偏磁的源头，提出了缓解变压器振动的若干运行措施。

从实际应用中归纳起来有以下三种方式来解决直流分量：

1)在变压器中性点装小电阻，以限制直流电流的大小。

2)在变压器中性点上串联电容器，阻断直流电流，故障情况下用晶闸管旁路。

3)在变压器周边注入反电流方法抵消变压器中性点的直流电势，以减少中性点直流。

上述方法解决方法各有利弊，第一种方法简单宜行，但不彻底，效果与地电位差有关，如果地电位差较大，接地电阻受到系统制约有不宜增大时，效果就差。第二种方法是一种比较彻底的抑制方法，但由于晶闸管的触发等控制保护回路的使用带来了可靠性的下降，和一些不确定的因素。第三种方法理论上可行，实际应用比较复杂很难做到理想状况，况且注入的直流电流又带来了其他的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种抑制直流偏磁引起变压器噪音的装置，其在整个中心点接地电流由小到大的变化过程中，隔直组件可靠的非线性特性保证了接地回路的连续性，避免了复杂的控制回路和晶闸管元器件，内置的自动旁路保证隔直隔直组件的万无一失，不改变现有电网系统结构参数，同时在正常运行时又可将直流分量彻底隔断。

本实用新型的技术方案是：提供一种抑制直流偏磁引起变压器噪音的装置，包括设置在变压器中性点与接地极之间的隔直单元和一次系统故障保护单元，其特征是：所述的隔直单元包括第一电解电容、第二电解电容、第一保护二极管和第二保护二极管，其中，第一和第二电解电容反极性串接，在第一和第二电解电容的正、负极两端，分别以反极性方式并接第一和第二保护二极管，串接后的电解电容及其相应的保护二极管，连接在变压器中性点与接地极之间，构成一个完整的隔直单元。

上述的隔直单元在正常工况下呈容性特性，当中性点电流增大时呈阻容特性，在一次系统发生故障导致电流剧增时呈电阻特性，且随着故障电流的增大其电阻值急剧下降至可以忽略状态。

所述的一次系统故障保护单元包括两个反向并联的第一和第二单向过电压保护回路，每个单向过电压保护回路包括n个(n≥2)二极管，各二极管同向依次串联，第一和第二单向过电压保护回路反向并联后，连接在变压器中性点与接地极之间，构成一个完整的一次系统故障保护单元。