[发明专利]自动投切的变压器直流偏磁抑制装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动投切的变压器直流偏磁抑制装置及其控制方法。

背景技术

直流输电系统采用大地回路运行方式时，从大地中流过的巨大直流电流会对附近的交流系统产生影响，特别是会对中性点直接接地变压器产生比较严重的直流偏磁，这不仅增加了变压器的无功消耗，影响变压器的正常运行，引起继电保护误动，而且还会引起谐波大幅升高，对其他电气设备产生较大影响，从而直接影响到变电站、发电厂的安全运行。

随着我国高压直流输电工程的日益增多，直流输电工程单极投运时间和每年直流输电线路的检修造成的单极大地运行总时间也越来越长，而且直流输电系统大地回线运行方式作为故障应急方式，基本上不可避免，因此，变压器直流偏磁抑制技术越来越受到重视。

申请号为201210215858.0的变压器直流偏磁抑制装置采用了纯硬件的模拟电路保护和微机保护的完全双重化冗余结构，在需要投入或断开的时候，可以实现手动投切，不能自动投切。由于现有关于抑制直流偏磁的产品没有自动投切功能，在系统正常运行时是投入运行的，可能会对电网造成不良影响。本专利通过变压器中性点直流电流和电压作为门限值来控制直流偏磁抑制装置的自动投切。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种自动投切的变压器直流偏磁抑制装置及其控制方法，该方法使原有装置实现了自动投切，只有在变压器受直流偏磁影响达到一定程度时才投入运行，当直流偏磁电流消除后会自动退出运行。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

自动投切的变压器直流偏磁抑制装置，包括一组并联的电容器，电容器组的一个并联端与电容电流互感器TA2串联；电容电流互感器TA2、直流电流互感器DCTA和旁路开关电流互感器TA1均通过公共线与测控保护单元连接；

旁路开关电流互感器TA1与电容器组另一并联端间并联有电压互感器TV1、电压互感器TV2、直流电压互感器DCTV、放电间隙FD和旁路机械开关QF，同时旁路机械开关QF两端还并联有电抗器L1-L3以及与电抗器L1-L3分别串联的反向并联的晶闸管T1-T6及其触发电路；

电压互感器TV1、电压互感器TV2、直流电压互感器DCTV和晶闸管T1-T6触发电路还与测控保护单元连接。

直流电流互感器DCTA与接地端连接，电容器组一个并联端通过装置投切刀开关K1与变压器220kV侧连接。

直流电压互感器DCTV，用于监测电容器两端直流电压大小，测控保护单元具有自动控制功能。

投切刀开关与电容器组之间、电容器组与接地极之间采用电缆连接；进线电缆的电压等级与变压器中性点电压等级相同，接地电缆应做好防腐措施与接地极相连。

自动投切的变压器直流偏磁抑制装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤一，在系统正常的工作状态下，变压器直流偏磁抑制装置的电容器组将被旁路，变压器中性点直接接地；

步骤二，当变压器直流偏磁抑制装置检测到变压器中性点直接接地直流电流大于设定门限时，自动断开旁路开关，电容器被接入到变压器中性点与大地之间，变压器直流偏磁抑制装置工作在电容接地状态下；

步骤三，在电容接地状态下，当直流电压小于整定值并延时后，自动转换为直接接地状态；

步骤四，在电容器投入运行的过程中变压器中性点同时出现较大的短路故障电流或电容器端电压快速升高，为避免电容器因过载而损坏，电容器会被旁路，变压器中性点直接接地。

所述步骤三中在电容接状态下，测控保护单元次实时检测流过单元TA2的电流值和电容器两端的端电压Uc的值，当TA2的电流值或Uc的电压值超过设定定值时，控制器发出SCR导通和QF闭合命令，使装置由电容接地工作方式转到保护工作方式，转换动作时间小于20μs；

所述SCR导通持续一定时间后关断，QF保持闭合，变压器直流偏磁抑制装置转为直接接地工作方式；

所述在直接接地工作方式时，即QF闭合时，且SCR关断，当流过DCTA的直流电流大于直流电流设定限值，流过TA1的交流电流小于交流电流设定限值，电容器端电压Uc不超过电压设定限值时，QF断开，变压器直流偏磁抑制装置转为电容接地工作方式，直接接地工作方式至电容接地工作方式转换时间：小于700ms。

所述在电容接地工作方式时，即QF断开，且SCR关断，若当DCTV的直流电压小于直流电压设定限值，控制器延时到达设定值时，QF闭合，控制器自动使变压器直流偏磁抑制装置转为直接接地工作方式。