專利名稱：帶旁路保護的電阻法抑制變壓器中性點直流電流的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高壓輸變電過程中抑制變壓器中性點直流電流的裝置，尤其涉及帶旁路保護的電阻法抑制變壓器中性點直流電流的裝置。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展特別是大功率電力電子器件技術(shù)的突破，直流輸電以其輸送容量大、造價低、損耗小、不易老化、壽命長且輸送距離不受限制等眾多優(yōu)點得到越來越多的發(fā)展。早在20世紀80年代，我國已開始建設(shè)直流工程。截至2010年我國已規(guī)劃建成多條直流輸電線路，尤其±800KV特高壓直流輸電線路。按照規(guī)劃，在2020年之前，我國還將興建一系列高壓直流輸電工程(約30個，包括±500kV、土660kV、土800kV、± IOOOkV直流輸電工程)。如溪洛渡一浙西(±800kV/± IOOOkV )，溪洛渡一株洲(±660kV)，云南一廣東第2回(±800kV)等。當(dāng)直流輸電系統(tǒng)單極大地運行時，大地極電流通過交流系統(tǒng)的·變壓器中性點流入交流系統(tǒng)，對交流輸電系統(tǒng)產(chǎn)生不同程度的影響，尤其是交流變壓器中性點疊加直流分量后產(chǎn)生磁偏，造成磁飽和，在交流系統(tǒng)中產(chǎn)生諧波、振蕩及噪聲，影響了交流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。因此，直流送電對交流輸電的影響將越來越明顯，對變壓器中性點直流電流的研究也由此產(chǎn)生。目前，抑制變壓器中性點直流電流的方法主要有1、電容隔直法通過在變壓器中性點串聯(lián)電容抑制電流，此方法能徹底抑制直流電流，但同時將此電流完全排斥到其他接地設(shè)備中，可能對其他設(shè)備造成危害；2、電阻隔直法通過在變壓器中性點串聯(lián)小電阻抑制電流，此方法能通過靈活配置不同阻值電阻不同程度抑制直流電流，將系統(tǒng)中變壓器中性點電流均配置在安全水平以下。3、直流電流反向注入法在變壓器中性點周圍施加與產(chǎn)生中性點直流的反電動勢抑制中性點直流，此方法裝置復(fù)雜，消耗電能較多，也不能實現(xiàn)對直流電流的完全抑制。公開號為CN1625010A的中國發(fā)明專利申請公開說明書中記載了一種“反向電流法限制變壓器中性點直流電流的方法”，其技術(shù)方案主要是(I)在變電所外選擇一個獨立的補償接地極；(2)將直流發(fā)生裝置的“地”端與獨立的補償接地極連接、直流發(fā)生裝置的“輸出”端與變壓器接地的中性點連接；(3)變壓器中性點直流電流檢測裝置測量變壓器中性點直流電流，獲得中性點直流電流值和方向；(4)直流發(fā)生裝置的控制器自動啟動直流發(fā)生裝置向變壓器中性點注入與直流偏磁相反的電流。該方法雖然不改動變器的原有接線，抵消直流偏磁的效果明顯，但是，此方法裝置復(fù)雜，消耗電能較多，而且也不能實現(xiàn)對直流電流的完全抑制。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種帶旁路保護的電阻法抑制變壓器中性點直流電流的裝置，是具有結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠，并能靈活配置抑制變壓器中性點直流電流的裝置。[0006]本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的帶旁路保護的電阻法抑制變壓器中性點直流電流的裝置，包括電阻回路、狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)回路和過電壓旁路回路，所述三個回路并聯(lián)后串聯(lián)在變壓器中性點和接地極之間。所述過電壓旁路回路包括整流橋、第一晶閘管、第一過電壓觸發(fā)單元、電感和續(xù)流二極管，整流橋的兩臂與電阻回路、狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)回路并聯(lián)，整流橋與第一晶閘管、電感串聯(lián)，第一晶閘管兩端并聯(lián)有第一過電壓觸發(fā)單元，電感兩端并聯(lián)有續(xù)流二極管。所述電感為串聯(lián)的開關(guān)閉合電感和阻尼電感。所述電阻回路為電阻兩端并聯(lián)一個過電壓間隙放電裝置。所述電阻回路為電阻兩端并聯(lián)一個氧化鋅過電壓擊穿放電回路。所述電阻回路為電阻兩端并聯(lián)一個氧化鋅過電壓擊穿放電回路。·所述第一晶閘管為兩只或兩只以上并聯(lián)運行的晶閘管。所述晶閘管第一過電壓觸發(fā)單元為雙套并聯(lián)的第二過電壓觸發(fā)單元和第三過電壓觸發(fā)單元。所述第一轉(zhuǎn)換開關(guān)為雙開關(guān)或單開關(guān)多觸點的開關(guān)。本實用新型的有益效果如下I、由于本實用新型采用在有直流電流的變壓器中性點串聯(lián)電阻器阻斷中性點直流，因此，該裝置可設(shè)置阻值抑制變壓器中性點直流，并保證其它設(shè)備不需要進行參數(shù)調(diào)整與其配合，尤其是所有繼電保護定值不需重新設(shè)置。當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于分斷狀態(tài)時，變壓器中性點通過電阻回路接地，以此加大中性點電阻抑制變壓器中性點的電流。2、由于本實用新型同時還利用旁路晶閘管和狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)與電阻器配合，因此，當(dāng)出現(xiàn)中性點過電壓時可以迅速實現(xiàn)安全可靠地金屬性接地。3、由于本實用新型可在電阻兩端增加過電壓間隙放電裝置或氧化鋅過電壓擊穿放電回路，因此，該裝置的可靠性高。4、由于本實用新型采用雙套晶閘管觸發(fā)電路，因此提高了過電壓旁路啟動的可靠性。5、由于本實用新型狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)可采用雙開關(guān)或單開關(guān)多觸點，因此，可以提高該裝置的閉合故障電流能力。

圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實用新型實施例一的電路結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實用新型實施例二的電路結(jié)構(gòu)圖；圖4是本實用新型實施例三的電路結(jié)構(gòu)圖；圖5是本實用新型實施例四的電路結(jié)構(gòu)圖；圖6是本實用新型實施例五的電路結(jié)構(gòu)圖。圖中變壓器中性點1，電阻回路2，狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)回路3，過電壓旁路回路4，隔直電阻5，第一轉(zhuǎn)換開關(guān)6，第二轉(zhuǎn)換開關(guān)61，第三轉(zhuǎn)換開關(guān)62，整流橋7，第一晶閘管8，第二晶閘管81，第三晶閘管82，第一過電壓觸發(fā)單元9，第二過電壓觸發(fā)單元91，第三過電壓觸發(fā)單元92，電感10，開關(guān)閉合電感101，阻尼電感102，續(xù)流二極管11，過電壓間隙放電裝置12，壓敏電阻13。
具體實施方式
本實用新型為帶旁路保護的電阻法抑制變壓器中性點直流電流的裝置，如圖I所示，本實用新型包括電阻回路2、狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)回路3、過電壓旁路回路4三個基本回路，這三個回路并聯(lián)后一端串聯(lián)到變壓器中性點I上，另一端接地。當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于分斷狀態(tài)時，變壓器中性點通過電阻回路2接地，以此加大中性點電阻抑制變壓器中性點的電流。狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)回路3由可控制閉合/分斷的開關(guān)組成，其狀態(tài)決定了裝置的運行狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)閉合時，裝置的所有器件被旁路，變壓器中性點通過開關(guān)接點金屬性接地。在電阻接地的情況下，因變壓器中性點I的直流電流被電阻器抑制，從而在電阻器兩端形成電壓。當(dāng)電阻器兩端電壓高于某一個電壓極限——電壓門限時，過電壓旁路回路4導(dǎo)通，同時利用導(dǎo)通電流驅(qū)動狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)閉合——進入直接接地狀態(tài)。由于電壓門限遠高于直流系統(tǒng)在電阻器兩端形成的最高電壓，因此，只有當(dāng)交流系統(tǒng)發(fā)生三相不平衡故障時，電阻器兩端電壓才能超越電壓門限。
·[0030]實施例I :如圖2所示，圖2是本實用新型實施例一的電路結(jié)構(gòu)圖。圖中，旁路回路由整流橋
7、第一晶閘管8、第一過電壓觸發(fā)單元9、電感10和續(xù)流二極管11組成，整流橋7的兩臂與電阻回路2、狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)回路3并聯(lián)，整流橋7與第一晶閘管8、電感10串聯(lián)，第一晶閘管8兩端并聯(lián)有第一過電壓觸發(fā)單元9，電感10兩端并聯(lián)有續(xù)流二極管U。旁路回路4與隔直電阻5、第一轉(zhuǎn)換開關(guān)6并聯(lián)后串聯(lián)到變壓器中性點上。其中，隔直電阻5起到抑制變壓器中性點直流的作用，同時對中性點交流低阻抗接地。當(dāng)狀態(tài)第一轉(zhuǎn)換開關(guān)6處于閉合狀態(tài)時，為直接接地運行狀態(tài)；當(dāng)該第一轉(zhuǎn)換開關(guān)6處于斷開狀態(tài)時，為電阻運行狀態(tài)。整流橋7起電壓極性變換作用，無論電阻5及狀態(tài)第一轉(zhuǎn)換開關(guān)6兩側(cè)的電壓極性如何，整流橋7保證施加到第一晶閘管8上的電壓為陽極接正，陰極接負；當(dāng)施加到第一晶閘管8上的電壓高于觸發(fā)門限時，第一過電壓觸發(fā)單元9導(dǎo)通并觸發(fā)第一晶閘管8導(dǎo)通；當(dāng)?shù)谝痪чl管8導(dǎo)通時，導(dǎo)通電流使電感10勵磁并驅(qū)動第一轉(zhuǎn)換開關(guān)6脫扣閉合；當(dāng)?shù)谝痪чl管8電流下降時，續(xù)流二極管11迅速釋放電感10的電流。圖2中的電感10可以是串聯(lián)的開關(guān)閉合電感101和阻尼電感102，其中，開關(guān)閉合電感101用于當(dāng)快速旁路啟動時，利用第一晶閘管8導(dǎo)通電流驅(qū)動第一轉(zhuǎn)換開關(guān)6閉合；阻尼電感102用于抑制第一晶閘管8導(dǎo)通電流的上升速率，起保護第一晶閘管8的作用。實施例2 如圖3所示，圖3是本實用新型實施例二的電路結(jié)構(gòu)圖。是電阻法抑制變壓器中性點直流電流裝置的實施例2。在其它結(jié)構(gòu)與實施例I相同的基礎(chǔ)上，為增加裝置的可靠性，可以在電阻5兩端增加一個過電壓間隙放電裝置12或氧化鋅過電壓擊穿放電回路，如，在電阻5兩端并聯(lián)一個壓敏電阻13。實施例3 如圖4所示，圖4是本實用新型實施例三的電路結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)該裝置應(yīng)用到具有較大的中性點故障電流的系統(tǒng)時，在其它結(jié)構(gòu)與實施例I相同的基礎(chǔ)上，第一晶閘管8可以雙或多只并聯(lián)運行，以提高裝置的電流能力。如圖4，即為兩只晶閘管第二晶閘管81，第三晶閘管82并聯(lián)運行時的抑制變壓器中性點直流電流裝置。實施例4 如圖5所示，圖5是本實用新型實施例四的電路結(jié)構(gòu)圖。在其它結(jié)構(gòu)與實施例I相同的基礎(chǔ)上，采用雙套晶閘管觸發(fā)電路，即晶閘管第一過電壓觸發(fā)單元9為雙套并聯(lián)的第二過電壓觸發(fā)單元91和第三過電壓觸發(fā)單元92，以提高過電壓旁路啟動的可靠性。實施例5 如圖6所示，圖6是本實用新型實施例五的電路結(jié)構(gòu)圖。在其它結(jié)構(gòu)與實施例I相同的基礎(chǔ)上，狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)即第一轉(zhuǎn)換開關(guān)6可采用雙開關(guān)或單開關(guān)多觸點的開關(guān)，即第二轉(zhuǎn)換開關(guān)61和第三轉(zhuǎn)換開關(guān)62，以提高裝置的閉合故障電流的能力。如圖6，即為采用雙開關(guān)時的抑制變壓器中性點直流電流裝置。
權(quán)利要求1.帶旁路保護的電阻法抑制變壓器中性點直流電流的裝置，其特征在于包括電阻回路(2)、狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)回路(3)和過電壓旁路回路(4)，所述三個回路并聯(lián)后串聯(lián)在變壓器中性點(I)和接地極之間；所述的電阻回路(2)范圍值為O 4Ω。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶旁路保護的電阻法抑制變壓器中性點直流電流的裝置，其特征在于所述過電壓旁路回路(4)包括整流橋(7)、第一晶閘管(8)、第一過電壓觸發(fā)單元(9)、電感(10)和續(xù)流二極管(11)，整流橋(7)的兩臂與電阻回路(2)、狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)回路(3)并聯(lián)，整流橋(7)與第一晶閘管(8)、電感(10)串聯(lián)，第一晶閘管(8)兩端并聯(lián)有第一過電壓觸發(fā)單元(9 )，電感(10 )兩端并聯(lián)有續(xù)流二極管(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶旁路保護的電阻法抑制變壓器中性點直流電流的裝置，其特征在于所述電感(10)為串聯(lián)的開關(guān)閉合電感(101)和阻尼電感(102)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的帶旁路保護的電阻法抑制變壓器中性點直流電流的裝置，其特征在于所述電阻回路(2)為電阻(5)兩端并聯(lián)一個過電壓間隙放電裝置(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的帶旁路保護的電阻法抑制變壓器中性點直流電流的裝置，其特征在于，所述電阻回路(2)為電阻(5)兩端并聯(lián)一個氧化鋅過電壓擊穿放電回路。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶旁路保護的電阻法抑制變壓器中性點直流電流的裝置，其特征在于所述電阻回路(2)為電阻(5)兩端并聯(lián)一個氧化鋅過電壓擊穿放電回路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、6中任一項權(quán)利要求所述的帶旁路保護的電阻法抑制變壓器中性點直流電流的裝置，其特征在于所述第一晶閘管(8)為兩只或兩只以上并聯(lián)運行的晶閘管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、6中任一項權(quán)利要求所述的帶旁路保護的電阻法抑制變壓器中性點直流電流的裝置，其特征在于所述晶閘管第一過電壓觸發(fā)單元(9)為雙套并聯(lián)的第二過電壓觸發(fā)單元(91)和第三過電壓觸發(fā)單元(92)。
專利摘要本實用新型涉及一種高壓輸變電過程中抑制變壓器中性點直流電流的裝置，尤其涉及帶旁路保護的電阻法抑制變壓器中性點直流電流的裝置。本實用新型包括電阻回路、狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)回路和過電壓旁路回路，所述三個回路并聯(lián)后串聯(lián)在變壓器中性點和接地極之間。由于本實用新型采用在有直流電流的變壓器中性點串聯(lián)電阻器阻斷中性點直流，因此，可設(shè)置阻值抑制變壓器中性點直流，并保證其它設(shè)備不需要進行參數(shù)調(diào)整與其配合，尤其是所有繼電保護定值不需重新設(shè)置。當(dāng)出現(xiàn)中性點過電壓時可以迅速實現(xiàn)安全可靠地金屬性接地，結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高，并且還提高了過電壓旁路啟動的可靠性。
文檔編號H02H9/06GK202712844SQ20122009722
公開日2013年1月30日 申請日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者韓洪剛, 張輝, 張巍, 杜彥強, 趙義松, 田勇, 程遠, 于長廣, 謝誠, 王飛, 黃福存, 耿莉娜, 朱鈺, 羅斌, 于在明, 李爽 申請人:東北電力科學(xué)研究院有限公司, 南京南瑞集團公司, 遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司