[实用新型]变压器中性点直流电流隔离装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及变压器技术领域，特别是涉及一种变压器中性点直流电流隔离装置。

背景技术

高压直流输电技术因其能够稳定地实现远距离传输电能，在我国得到广泛应用并迅速发展，但同时也带来了一些问题，比如说，直流输电系统建设初期的系统调试、直流输电系统设备故障或检修等原因，使得直流输电系统单极大地回线方式或双极不平衡方式运行，而越来越多的直流输电系统投运使其发生的概率大大提高。当直流输电系统以单极大地回线方式或双极不平衡方式运行时，强大的直流电流通过接地极注入大地，经大地流到直流系统的另一端。直流电流会在流经的大地路径上产生电位差，而交流输电系统通过中性点接地的变压器及输电线路与大地构成并联回路，可引起数十上百安的直流电流经交流系统传输。当直流电流通过接地的变压器中性点流经变压器绕组，将引起变压器磁路直流偏磁，导致变压器铁心半波饱和，从而产生谐波，引起振动、噪声和过热等问题，严重时可引起变压器的损坏；谐波还可能引起电容电抗器组的谐振损坏、引起保护误动等问题。这些影响最终将危及到电力系统的安全稳定运行。

为此，越来越多的工程技术人员开始研究解决变压器中性点直流偏磁问题的方法。目前应用最多的是串电容法，它是在变压器中性点与变电站地网之间串接电容器，利用电容“隔直通交”的特性阻隔变压器中性点的直流电流分量。串电容法采用无源方式，安全可靠性高，阻隔直流效率也高，同时对系统继电保护的影响较小。具体的实施是在变压器中性点与变电站主地网之间串接电容器C，同时在电容器C两端并接机械旁路开关K3。电容器是否串入变压器中性点是由机械旁路开关K3决定的，当K3分闸，电容器有效串入变压器中性点，否则被机械开关K3旁路短接。例如某500kV变电站有4台主变分裂运行，4台主变中性点均采取了直流电流抑制措施，并安装了如图1所示的直流电流隔离装置。当某直流输电系统单极大地运行时流入该站的直流偏磁电流为80A时，该站每台主变中性点流过的电流为20A左右(同一变电站多台变压器中性点接地电阻基本相等)。当4台主变隔离装置均正确动作时，该80A的直流电流被有效隔离。但是当#4主变隔离装置K3旁路开关因故障拒动时，该站的直流电路等效如图2所示。由于#1、#2、#3主变隔离装置旁路开关K3正确动作，K3由合闸转为分闸，电容器C串入变压器中性点，此时#1、#2、#3主变中性点容抗无穷大，直流电流被有效阻隔，而#4主变隔离装置因旁路开关K3故障拒分，#4主变依然由经旁路开关K3接地运行，电容器无法投入，此时流入该站的80A直流电流将全部从#4主变中性点流通，造成#4主变中性点直流偏磁电流剧增，引发#4主变严重的直流偏磁问题。

实用新型内容

基于上述情况，本实用新型提出了一种变压器中性点直流电流隔离装置，可靠性高、阻隔效率高、控制灵活。

为了实现上述目的，本实用新型技术方案的实施例为：

一种变压器中性点直流电流隔离装置，包括电容器、第一机械旁路开关、双向晶闸管一、电抗器和用于控制所述第一机械旁路开关、双向晶闸管一的控制器，所述电容器串接于变压器中性点和接地点之间，所述双向晶闸管一与所述电抗器串联后并接于所述电容器正负极两端，还包括第二机械旁路开关，所述第二机械旁路开关与所述第一机械旁路开关串联后并接于所述电容器正负极两端，所述控制器还用于控制所述第二机械旁路开关。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型变压器中性点直流电流隔离装置，采用双机械旁路开关，正常运行一主一备，当出现主开关因故障无法分闸时，可分开备用开关，电容器可靠投入，避免了同一变电站有多台变压器同时接地，隔离装置的机械旁路支路只受一个开关控制，其中一套隔离装置因开关故障未能正确投入时，迫使该台变压器面临承受更大直流偏磁电流的问题，使变压器运行更加安全，结构简单，成本低，适合应用。

附图说明

图1为现有某500kV变电站系统接线图；

图2为图1某500kV变电站#4主变直流电流隔离装置K3故障后直流分布图；

图3为一个实施例中变压器中性点直流电流隔离装置结构示意图；

图4为基于图3所示装置一个具体示例中变压器中性点直流电流隔离装置结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。