[发明专利]一种十二脉动换流变压器及其剩磁去除的方法和电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压器，尤其涉及的是一种十二脉动换流变压器及其剩磁去除的方法及采用该十二脉动换流变压器的高压直流输电系统。

背景技术

高压直流输电由于其特有的优点，比如：长距离、大功率、异步联网、功率快速调节性、潮流可控性、输电经济性等，越来越广泛地得到应用。

为减小系统的谐波分量，利用变压器绕组的不同接法，为串接的两个换流器提供两组幅值相等、相位相差30°(基波电角度)的三相对称的换相电压，以实现十二脉动换流。

图1所示为十二脉动换流变压器的接线，为反映十二脉动换流变压器(简称：换流变)内部相间短路故障、网侧单相接地短路及匝间层间短路故障，常采用大差比率差动保护，该保护的保护范围为图1中T1、T2换流变压器，其动作方程为差流I_OP大于某个浮动的门槛定值，差流I_OP的计算公式为分别为T1、T2换流变压器网侧、阀侧电流互感器二次侧的电流，如图1所示。

由于高压试验等因素的影响，造成Y/Y和Y/Δ换流变的剩磁不同，当合上开关1或开关2，对十二脉动换流变压器同时充电时，可能会使保护范围为Y/Y和Y/Δ两组变压器的差动保护(大差保护)差动电流为对称性涌流，励磁涌流衰减缓慢，该大差保护的差动电流接近于奇对称波形，非周期分量较小，偶次谐波含量小，保护会误动，从而造成部分高压直流输电系统的不可用，输送功率降低。

现有的防止十二脉动换流变压器充电时保护产生误动作的方法主要有两种：

1)采用同期合闸装置

使换流变压器三相在90°分合闸，优化换流变压器的充电工况，尽可能从源头上消除过大励磁涌流的产生。

该方法的不足之处：由于对称性涌流的产生不仅和换流变压器的合闸角度有关，同时还和Y/Y和Y/Δ换流变压器的剩磁有关，而同期合闸装置不区分Y/Y和Y/Δ换流变压器的剩磁大小，只是固定的在90°分合闸，不能解决Y/Y和Y/Δ换流变压器的剩磁不同造成的对称性涌流问题。

2)软件中完善励磁涌流闭锁方案

在变压器充电时，某相励磁涌流可能不再偏离时间轴的一侧，变成了对称性涌流，但是其它两相仍为偏离时间轴一侧的非对称性涌流。非对称性涌流仍含有大量的非周期分量，其涌流特征明显，因而当检测到任一相有励磁涌流特征时，即闭锁三相的差动保护，从而防止保护产生误动作。

该方法的不足之处：十二脉动换流变压器充电时，保护检测到的电流是Y/Y和Y/Δ换流变励磁涌流的叠加，不同于常规变压器仅为本组变压器的励磁涌流，因而十二脉动换流变压器非对称性涌流的特征不同于常规变压器非对称性涌流的特征，可能形成三相对称性涌流，造成三相的差动电流均无明显的励磁涌流特征，从而造成大差保护误动。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种十二脉动换流变压器，旨在解决剩磁造成的十二脉动换流变压器充电时可能形成三相对称性涌流，造成三相的差动电流均无明显的励磁涌流特征，从而造成大差保护误动的问题。

本发明的技术方案如下：

一种十二脉动换流变压器的剩磁去除电路，其包括直流电源、可变电阻、第一直流电流表、第二直流电流表、双刀双掷开关、第一开关、第二开关、第三开关和固定电阻；所述直流电源串联连接可变电阻和第一直流电流表组成输入电路，所述输入电路的两端正向连接双刀双掷开关的端子A，所述输入电路还反向接入所述双刀双掷开关的端子B；所述双刀双掷开关的端子C连接到变压器上；所述第二直流电流表、固定电阻和第一开关K1依次连接，且并联连接在所述双刀双掷开关的端子C上；所述第二开关并联连接在可变电阻上，所述第三开关并联连接在第二直流电流表上。

所述的十二脉动换流变压器的剩磁去除电路，其中，所述换流变压器为单相变压器，当进行A相去磁试验时，所述双刀双掷开关的端子C连接到A相变压器高压绕组两端。

所述的十二脉动换流变压器的剩磁去除电路，其中，所述换流变压器为三相变压器，所述双刀双掷开关的端子C分别连接到三相变压器的AB和BC端。

一种十二脉动换流变压器的剩磁去除方法，其中，按照直流电阻试验时的接线，依次在正、反向通入直流电流，并逐渐减小，缩小铁心的磁滞回环，达到消除剩磁的目的，其具体步骤包括：

步骤S100：断开双刀双掷开关K和第一开关K1，闭合第三开关K3和K2，进入被试验换流变充电准备阶段，然后将双刀双掷开关K接至端子A，等待第一直流电流表A1的读数达预计值；