[实用新型]一种变压器中性点地电流抑制装置

说明书

本实用新型公开了一种变压器中性点地电流抑制装置，包括地电流直流成分抑制模块、地电流多次谐波抑制模块、直流成分抑制模块投切开关、多次谐波抑制模块投切开关、电流传感器、投切控制模块；接收需要进行投切控制的变压器中性点的电流信号以及开关状态信号；将电流信号进行分解得到直流分量和多次谐波分量，分别与对应的预设阈值进行比较，超过阈值为出现过大地电流分量的情况，投入相应的地电流直流成分抑制模块和地电流多次谐波抑制模块，实现地电流抑制。本实用新型可有效地对变压器中性点地电流进行抑制，提高电力系统的稳定性。

技术领域

本实用新型属于电力系统安全运行技术领域，更具体地，涉及一种变压器中性点地电流抑制装置。

背景技术

进入二十一世纪以来，随着我国经济实力的迅速提升，具备安全、稳定、高效等特点的轨道交通作为一种新型的交通工具，在我国大中型城市得到了快速的发展。截止到2018年底，中国内地累计有35个城市建成轨道交通线路5766.6km。密集的轨道交通在运行过程中会产生变化频繁的含有直流以及交流分量的杂散电流。目前轨道交通主要采用多脉波整流机组作为其牵引供电系统，根据现场测量数据，多脉波整流机组由于受限于变压器制作工艺导致绕组结构存在差异，会产生6次、12次、24次等6倍频及12倍频次谐波。对于多脉波整流，产生的单次谐波含量一般与谐波次数呈负相关。因此，轨道交通产生的谐波通常以6次及12次谐波为主。由于轨道交通用作回流的钢轨对地处于不良绝缘状态，大地与钢轨构成并联回流路径，杂散电流从钢轨泄漏至大地形成地电流，并经变电站交流变压器中性点入侵电网系统。地电流的长期频繁入侵会造成交流变压器直流偏磁严重、振动和噪声增加、无功损耗增加、电压波形畸变以及继电保护故障等严重情况，给电网设备及系统安全稳定运行带来了巨大威胁。

目前用于抑制交流变压器中性点入侵地电流直流成分的主要手段大致分为五类。第一类为中性点串联电容法；第二类为中性点串联电阻法；第三类为反向注入电流法；第四类为交流电路串联电容法；第五类为改变交流变压器内部结构法。由于第一类中性点串联电容法成本较低，可有效抑制地电流中的直流成分，因此应用较为广泛。对于地电流中的交流成分，目前市场上并没有成熟的抑制方法。因此，如何有效抑制地电流中的直流成分和谐波成分入侵变压器中性点，是目前亟需解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种变压器中性点地电流抑制装置，旨在抑制地电流直流成分的同时抑制地电流中的谐波成分入侵变压器中性点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种变压器中性点地电流抑制装置，包括地电流直流成分抑制模块、地电流多次谐波抑制模块、直流成分抑制模块投切开关、多次谐波抑制模块投切开关、电流传感器、投切控制模块；地电流直流成分抑制模块与直流成分抑制模块投切开关并联连接，地电流多次谐波抑制模块与多次谐波抑制模块投切开关并联连接，然后串联连接于变压器中性线中，电流传感器串接于变压器中性线，投切控制模块接收电流传感器采集的信号与各投切开关传入的开关状态信号，并下发开关状态信号。

优选地，地电流多次谐波抑制模块包括第一电感和第一电容，第一电感和第一电容并联连接构成带阻滤波器，滤除地电流中的多次谐波分量。

优选地，地电流直流成分抑制模块包括第二电容，第二电容用于抑制地电流中的直流分量。

优选地，投切控制模块包括开关量输入电路、电流输入电路、开关量输出电路以及主控制器；开关量输入电路接收多次谐波抑制模块投切开关和直流成分抑制模块投切开关的开关状态信号；电流输入电路接收电流传感器采集的中性点电流数据；主控制器接收电流输入电路传入的电流信号和开关量输入电路传入的开关状态信号，对电流信号进行FFT分解得到直流分量和多次谐波分量，并在计算得到装置投切方案后将方案对应的开关状态信号传输至开关量输出电路；开关量输出电路接收主控制器传入的开关状态信号，并下发至多次谐波抑制模块投切开关和直流成分抑制模块投切开关。

其中，多次谐波抑制模块的个数为多个，对应多种多次谐波，多次谐波为6倍频及12倍频次谐波。