專利名稱：一種變壓器中性點(diǎn)阻容混合型抑制直流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電氣裝置，具體涉及到抑制直流電流經(jīng)直接接地的中性點(diǎn)流入高壓 變壓器，保護(hù)變壓器安全運(yùn)行的電氣裝置。
背景技術(shù)：
高壓直流輸電系統(tǒng)以單極大地回線方式運(yùn)行時(shí)，有高達(dá)數(shù)千安培的直流電流從直流接地 極流入大地，給直流接地極附近的中性點(diǎn)直接接地的高壓變壓器以及與其有直接或間接電氣 連接的遠(yuǎn)處高壓變壓器帶來(lái)嚴(yán)重的直流偏磁問(wèn)題。
目前國(guó)內(nèi)有三種類型的抑制直流電流流入變壓器的裝置1)反向直流電流注入裝置。該 裝置需要建立一個(gè)小的遠(yuǎn)方直流接地極，所以不能任意改變安裝地點(diǎn)，且工程費(fèi)用昂貴。采
用此方法的有《變壓器中性點(diǎn)注入反向抗偏磁直流的應(yīng)用分析》(蒯狄正，華東電力，2005.6)。 2)串聯(lián)小電阻裝置。該裝置僅適用于低土壤電阻率地區(qū)，且當(dāng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，該裝置 的固定電阻值參數(shù)不能滿足新的抑制直流要求。采用此方法的有《抑制變壓器直流偏磁的串 接電阻措施》(趙杰，電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2006.12); 3)電容隔直裝置。此方法可以完全阻隔 直流電流流入變壓器中性點(diǎn)。但是采用了數(shù)個(gè)電力電子器件，使得控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟 件設(shè)計(jì)都很復(fù)雜；主要的組件——電容器，在工頻(50Hz)下的容抗選取較大，為1歐姆左 右，當(dāng)變壓器中性點(diǎn)流過(guò)數(shù)萬(wàn)安培的交流故障電流時(shí)，在電容器兩端可產(chǎn)生很高電壓，需采 用價(jià)格昂貴的特制電容器，同時(shí)對(duì)變壓器中性點(diǎn)的絕緣也是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。變壓器中性點(diǎn) 的1歐姆接地容抗對(duì)該變壓器的零序繼電保護(hù)也有一定的影響。采用此方法的有《PAC-40K 抑制變壓器中性點(diǎn)直流電流裝置》(http:〃www.epri.ac.cn/cvcp/3364.html )。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的提出一種結(jié)構(gòu)和控制都簡(jiǎn)單可靠，纟龜護(hù)方便的變壓器中性點(diǎn)阻容混合 型抑制直流裝置，以解決上述的三種抑制直流電流裝置所存在的弊端。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，所設(shè)計(jì)的變壓器中性點(diǎn)阻容混合型抑制直流裝置由一 個(gè)直流斷路器、 一個(gè)電容器、 一個(gè)電阻器以及電磁式交流電流互感器、霍爾直流電流傳感器、 霍爾電壓傳感器和PLC程序控制器組成，直流斷路器、電容器、電阻器這三個(gè)器件并聯(lián)組成 阻容混合電路后串接入高壓變壓器中性點(diǎn)與變電站地網(wǎng)之間，電磁式交流電流互感器和霍爾 直流電流傳感器連接在阻容混合電路的輸出端線路中，霍爾電壓傳感器連接在電容器的兩端， 電磁式交流電流互感器、霍爾直流電流傳感器和霍爾電壓傳感器輸出的檢測(cè)信號(hào)輸入PLC程 序控制器，PLC程序控制器的輸出端與直流斷路器連接，向直流斷路器輸入控制直流斷路器 閉合/開(kāi)斷的控制信號(hào)。
所設(shè)計(jì)的變壓器中性點(diǎn)阻容混合型抑制直流裝置中，所述的電容器在工頻(50Hz)下的容抗為0.05歐姆到0.5歐姆；所說(shuō)的電阻器取值為電容器的工頻容抗值的50倍至150倍。
本變壓器中性點(diǎn)阻容混合型抑制直流裝置能實(shí)現(xiàn)以下工作過(guò)程當(dāng)變壓器中性點(diǎn)出現(xiàn)直 流電流時(shí)，直流斷路器l開(kāi)斷，電容器2和電阻器3接入變壓器中性點(diǎn)和地網(wǎng)之間，分別起 到阻隔和限制直流的作用。 一旦變壓器中性點(diǎn)出現(xiàn)交流故障電流，直流斷路器l立即閉合， 保證變壓器中性點(diǎn)直接接地。
所設(shè)計(jì)的變壓器中性點(diǎn)阻容混合型抑制直流裝置的電路各部分的作用和技術(shù)特點(diǎn)如下 (1)所述的電容器在工頻(50Hz)下的容抗為0.05歐姆到0.5歐姆。當(dāng)直流斷路器開(kāi)斷 時(shí)，若變壓器中性點(diǎn)流過(guò)數(shù)萬(wàn)安培的交流故障電流，在電容器兩端產(chǎn)生的電壓只有數(shù)千伏特， 無(wú)需采用價(jià)格昂貴的特制電容器，按照國(guó)標(biāo)生產(chǎn)的常規(guī)電容器產(chǎn)品即可，即使最劣情況—— 直流斷路器1不能及時(shí)閉合，電容器本身的質(zhì)量也能耐受得了交流故障電流。同時(shí)，這么小 的容抗值對(duì)變壓器的零序繼電保護(hù)的影響也非常小。電容器的低容抗取值使得本實(shí)用新型與 取值為1歐姆左右的以往電容隔直裝置相比，運(yùn)行可靠性大大提高。
(2) 所述的電阻器取值為電容器工頻容抗值的30倍以上，其作用在于，當(dāng)直流斷路器開(kāi) 斷時(shí)，起主要作用的是電容器，從電阻器支路只泄漏很小的直流電流量；當(dāng)直流斷路器從開(kāi) 斷狀態(tài)轉(zhuǎn)為閉合狀態(tài)時(shí)，電阻器可以限制電容器的放電電流，保護(hù)了電容器和直流斷路器的 安全。
(3) 所述的電磁式交流電流互感器用來(lái)測(cè)量變壓器中性點(diǎn)的交流電流，所述的霍爾直流 電流傳感器用來(lái)測(cè)量變壓器中性點(diǎn)的直流電流，霍爾電壓傳感器用來(lái)測(cè)量電容器兩端的直流 電壓。
(4) 所述的PLC程序控制器根據(jù)上述第(3)部分中所述的三個(gè)測(cè)量量的大小來(lái)進(jìn)行邏輯判 斷，輸出閉合信號(hào)或者開(kāi)斷信號(hào)來(lái)控制直流斷路器的閉合/開(kāi)斷，也可手動(dòng)控制直流斷路器的 狀態(tài)。
本實(shí)用新型能可靠有效地抑制直流電流經(jīng)直接接地的中性點(diǎn)流入高壓變壓器，保護(hù)變壓 器安全運(yùn)行，并具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易設(shè)計(jì)施工，工程費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為變壓器中性點(diǎn)阻容混合型抑制直流裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖中l(wèi)一直流斷路器，2—電容器，3 —電阻器，4 —交流電流互感器，5—霍爾 直流電流傳感器，6—霍爾電壓傳感器，7—PLC程序控制器，8—直流斷路器1中的控 制回路，9一第一中性點(diǎn)地刀，IO—第二中性點(diǎn)地刀。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和應(yīng)用做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。 本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)如圖1中的A所示，主電路由直流斷路器l、電容器2和電阻器3并聯(lián)組成， 一端通過(guò)第一中性點(diǎn)地刀9串聯(lián)接到高壓變壓器的中性點(diǎn)上，另一端接到變電站地 網(wǎng)上。PLC程序控制器7接收從三個(gè)測(cè)量元件交流電流互感器4、霍爾直流電流傳感器5 和霍爾電壓傳感器6傳來(lái)的測(cè)量信號(hào)，根據(jù)這些信號(hào)量的大小來(lái)進(jìn)行邏輯判斷，控制直流斷 路器的閉合/開(kāi)斷。
本實(shí)用新型投入運(yùn)行后，直流斷路器1應(yīng)處于閉合狀態(tài)。當(dāng)變壓器中性點(diǎn)交流電流低于 設(shè)定限值一時(shí)，PLC程序控制器7即判斷電網(wǎng)無(wú)短路故障，再來(lái)檢測(cè)變壓器中性點(diǎn)直流電流 值是否高于設(shè)定限值二，是的話，即向控制直流斷路器l中的控制回路8輸出開(kāi)斷信號(hào)，使 得直流斷路器1轉(zhuǎn)為開(kāi)斷狀態(tài)。當(dāng)直流斷路器1為開(kāi)斷狀態(tài)時(shí)， 一旦變壓器中性點(diǎn)交流電流 超過(guò)設(shè)定限值一，或者電容器兩端的直流電壓低于設(shè)定限值三，PLC程序控制器7即向控制 直流斷路器l中的控制回路8輸出閉合信號(hào)，使得直流斷路器l轉(zhuǎn)為閉合狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種變壓器中性點(diǎn)阻容混合型抑制直流裝置，其特征在于由直流斷路器(1)、電容器(2)、電阻器(3)、電磁式交流電流互感器(4)、霍爾直流電流傳感器(5)、霍爾電壓傳感器(6)和PLC程序控制器(7)組成，直流斷路器(1)、電容器(2)、電阻器(3)這三個(gè)器件并聯(lián)組成阻容混合電路后串接入高壓變壓器中性點(diǎn)與變電站地網(wǎng)之間，電磁式交流電流互感器(4)和霍爾直流電流傳感器(5)連接在阻容混合電路的輸出端線路中，霍爾電壓傳感器(6)連接在電容器(2)的兩端，電磁式交流電流互感器(4)、霍爾直流電流傳感器(5)和霍爾電壓傳感器(6)輸出的檢測(cè)信號(hào)輸入PLC程序控制器(7)，PLC程序控制器(7)的輸出端與直流斷路器(1)連接，向直流斷路器(1)輸入控制直流斷路器(1)閉合/開(kāi)斷的控制信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的變壓器中性點(diǎn)阻容混合型抑制直流裝置，其特征在于所說(shuō)的電 容器(2)在50Hz工頻下的容抗為0.05歐姆至0.5歐姆。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變壓器中性點(diǎn)阻容混合型抑制直流裝置，其特征在于所說(shuō) 的電阻器(3)取值為電容器(2)的工頻容抗值的50倍至150倍。.
專利摘要本實(shí)用新型提供一種變壓器中性點(diǎn)阻容混合型抑制直流裝置，由一個(gè)直流斷路器、一個(gè)電容器、一個(gè)電阻器并聯(lián)組成阻容混合的主電路，串接在高壓變壓器中性點(diǎn)與變電站地網(wǎng)之間，并由一個(gè)PLC程序控制器接收從交流電流互感器、霍爾直流電流傳感器和霍爾電壓傳感器傳來(lái)的測(cè)量信號(hào)，根據(jù)這些信號(hào)量的大小來(lái)進(jìn)行邏輯判斷，控制直流斷路器的閉合/開(kāi)斷。當(dāng)變壓器中性點(diǎn)出現(xiàn)直流電流時(shí)，直流斷路器開(kāi)斷，電容器和電阻器接入變壓器中性點(diǎn)和地網(wǎng)之間，分別起到阻隔和限制直流的作用。一旦變壓器中性點(diǎn)出現(xiàn)交流故障電流，直流斷路器立即閉合，保證變壓器中性點(diǎn)直接接地，從而抑制直流電流經(jīng)直接接地的中性點(diǎn)流入高壓變壓器，保護(hù)變壓器安全運(yùn)行。
文檔編號(hào)H02H7/04GK201345536SQ200920050680
公開(kāi)日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日
發(fā)明者劉艷村, 梁文進(jìn), 梅桂華 申請(qǐng)人:廣東省電力工業(yè)局試驗(yàn)研究所