[发明专利]一种直流偏磁注流试验装置

说明书

本发明涉及一种直流偏磁注流试验装置，包括控制保护装置、变压器和整流器，整流器的输入端通过变压器用于连接交流电网，整流器的输出端的一端用于连接接入直流接地极的直流输电线路，整流器的输出端的另一端用于连接直流接地极，用于模拟直流输电线路注入大地的直流电流，控制保护装置控制连接整流器，用于调节整流器输出直流电的大小。本发明可以输出在直流输电工程直流偏磁试验中模拟注入大地的直流电流，且输出直流电流可在0～额定电流范围内进行调节，以进行不同入地电流下的直流偏磁注流试验，对电源容量要求不高，提高了试验过程的安全性。

技术领域

本发明涉及一种直流偏磁注流试验装置，属于直流输电技术领域。

背景技术

在高压直流输电系统建设和运行过程中，由于系统调试、设备故障、检修或特殊运行方式等原因，使得直流输电单极大地回线方式或双极不平衡方式运行几乎不可避免，而越来越多的直流输电工程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，巨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，可引起数十安乃至数百安的直流电流经交流系统传输。当变压器绕组通过直流电流时，变压器铁芯中将产生直流磁势，导致铁芯磁密工作点发生偏移，这种现象称为直流偏磁。直流偏磁使变压器铁芯半周饱和，在激励电流中产生大量谐波，不仅增加了变压器的无功消耗，而且可能引起保护继电器误动作。与此同时，铁芯的高度饱和使漏磁增加，引起金属结构件和油箱过热，局部过热将使之绝缘老化并使变压器油分解，影响变压器的寿命，对变压器的正常运行产生严重影响。

在特高压直流工程即将投运前，开展直流偏磁注流试验，考察单极大地回线方式运行时对临近变电站设备的影响，可对后续运维提供技术支撑。目前的直流偏磁试验方法是在换流站大功率试验时，进行单极大地运行模式试验。但在现场试验中，存在以下几个问题：

(1)由于直流偏磁模拟电流高达上千安培，对电源容量要求极大，且电源保护不合理可能导致越级跳闸引发停电事故，因此试验安全风险大。

(2)按照要求，当采用单极大地回线方式运行时，直流电流等效干扰电流水平应不大于500mA，但输出电流高达1000A以上，对直流电源纹波系数及波形畸变率有较高要求。

(3)直流偏磁注流试验与真实单极大地回线方式运行时等效性有待考证。

发明内容

本发明的目的是提供一种直流偏磁注流试验装置，用于解决目前试验过程风险大问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种直流偏磁注流试验装置，包括控制保护装置、变压器和整流器，整流器的输入端通过变压器用于连接交流电网，整流器的输出端的一端用于连接接入直流接地极的直流输电线路，整流器的输出端的另一端用于连接直流接地极，用于模拟直流输电线路注入大地的直流电流，所述控制保护装置控制连接整流器，用于调节整流器输出直流电的大小。

本发明的有益效果是：通过控制保护装置控制整流器，使整流器输出在直流输电工程直流偏磁试验中模拟注入大地的直流电流，且输出直流电流可在0～额定电流范围内进行调节，以进行不同入地电流下的直流偏磁注流试验，试验电源独立于直流输电系统运行，避免了利用直流系统进行偏磁注流试验可能出现的故障跳闸等情况，对电源容量要求不高，提高了试验过程的安全性。

进一步的，为了对整流器的输出电压和电流进行监测，还包括设置在整流器输出端上的直流电压采集单元和直流电流采集单元，所述直流电压采集单元和直流电流采集单元均与控制保护装置连接，用于将采集到的电压和电流信息输出给控制保护装置，实现对整流器输出的监测。

进一步的，为了获取控制的同步信号，还包括设置在变压器与交流电网连接侧的交流电压采集单元，所述交流电压采集单元与控制保护装置连接。