[发明专利]一种新型变压器直流偏磁抑制装置

说明书

技术领域

本发明属于变压器直流偏磁保护技术领域，具体指一种可以抑制变压器直流偏磁的装置。

背景技术

随着我国“西电东送，南北互供，全国联网”电力发展总方针的实施，采用直流输电技术进行长距离输电，可以提高电力系统运行的经济性、稳定性和调度的灵活性，具有广阔的发展前景。流输电工程的单极大地回路运行以大地或海水作为回流电路，在这种方式下大地充当了直流输电线路的另一根导线，流经大地的电流是直流输电工程的运行电流，此时高达几千安培的电流从直流接地极注入大地。这么大的直流电流入地后，必然对接地极本身及其周围的设施(如地下的金属管线、交流输电系统、通讯系统等)带来不可忽视的影响。

除直流输电引起的变压器直流偏磁外，地磁磁暴同样可以引起变压器的直流偏磁。由文献可以看出，引发电力变压器直流偏磁的还有地磁感应电流（GIC）。地磁暴发生时，极电流产生的磁场和地球磁场相互作用在地球表面产生感应电势（ESP）,该感应电势可达每公里1～10V或更高。该地表电势特别是东西走向的输电线路中的接地变压器间诱发地磁感应电流。该感应电流的频率在0.001～0.1Hz之间，与交流系统的50Hz相比可以近似为直流。

直流偏磁会使变压器的励磁电流大幅增加，饱和程度加深，产生大量谐波，无功损耗增加，使其绕组、铁心、油箱和夹件的涡流损耗增加，进而引起变压器顶层油温和绕组温度增加，导致局部过热；此外，还会导致磁滞伸缩加剧，噪声增大，在一定程度上使变压器振动加剧等等。所以研究抑制变压器中性线直流偏磁的方法措施对于电力系统安全稳定具有十分重要的意义。

发明内容

发明目的：本发明提供一种装置，将用于抑制变压器中性线直流偏磁，目的在于提高变电站交流系统的稳定性。

技术方案：本发明是通过以下技术方案实施的：

一种新型变压器直流偏磁抑制装置，其特征在于：包括三绕组变压器、12脉波不控整流器、滤波电路、升降压电路、双向开关、补偿电阻；12脉波不控整流器由两个6脉波不控整流器串联构成；三绕组变压器副边的三角形绕组和星形绕组的输出端分别接入一个6脉波不控整流器，两个6脉波不控整流器的直流输出串联后接滤波电路，滤波电路的输出通过升降压电路来控制补偿电阻上面的电位；补偿电阻上电压的极性由双向开关来控制切换，补偿电阻连接在变压器中性线与大地之间。

一种新型变压器直流偏磁抑制装置，其特征在于：作为具体的技术方案，所述滤波电路由平波电抗器和滤波电容构成。

一种新型变压器直流偏磁抑制装置，其特征在于：作为具体的技术方案，所述升降压电路由缘栅双极型晶体管、电感、二极管和电容构成。

本发明提供的变压器直流偏磁抑制装置，由三绕组变压器和12脉波不控整流器提供偏磁抑制装置的电源，可以显著降低向电网输入的谐波电流，最低次的谐波电流为11、13次，无需附加滤波装置即能满足国标要求。采用升降压电路可以灵活调节补偿电阻上面的电位。滤波电路由平波电抗器和滤波电容构成，简单可靠。双向开关可以实现变压器直流偏磁装置输出电压的极性，控制简单、灵活。

附图说明

 图1为本发明的装置结构示意图；附图标记说明：1：三绕组变压器；2：12脉动不控整流器；3：滤波电路；4：升降压电路5：双向开关；6：补偿电阻。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体说明：如图1所示，本发明提供的变压器直流偏磁抑制装置，包括三绕组变压器（1）、12脉波不控整流器（2）、滤波电路（3）、升降压电路（4）、双向开关（5）、补偿电阻（6）。其中， 三绕组变压器（1）的原边有一个星形连接组的绕组，副边有一个三角形绕组和一个星形绕组。滤波电路（3）由平波电抗器L1和滤波电容C1构成。12脉波不控整流器2由两个6脉波不控整流器构成。

三绕组变压器（1）副边的三角形绕组和星形绕组的输出端分别接入对应的不控整流器，两个6脉波不控整流器的直流输出串联起来构成了12脉波不控整流器（2）。12脉波不控整流器（2）的输出端通过由平波电抗器L1和滤波电容C1构成的滤波电路（3），将直流输出电压纹波进行平滑处理。平滑后的直流电压通过由绝缘栅双极型晶体管V、电感L2、二极管D1、电容C2构成的升降压电路（4），升降压电路（4）用来控制补偿电阻（6）上面的电位大小，升降压电路（4）的输出电压通过双向开关（5）加到补偿电阻（6）上面。双向开关（5）用来控制补偿电阻（6）上面的电位极性。控制了补偿电阻（6）上面的电位大小和极性，可以灵活控制变压器中性线上的直流偏置电流大小，保证变压器安全可靠运行。