一種電力變壓器直流偏磁的在線監測與隔離裝置製造方法

2023-09-14 04:11:55

一種電力變壓器直流偏磁的在線監測與隔離裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種電力變壓器直流偏磁的在線監測與隔離裝置，包括隔離裝置、偏磁在線監測裝置；所述隔離裝置包括隔直電容器C、與隔直電容器C並聯的限壓保護器FR、交流電流互感器Ta、交直流電流變送器Tb以及旁路開關K；所述偏磁在線監測裝置包括旁路開關控制器Kz1、數字監控裝置Kz2、與數字監控裝置Kz2輸出端連接的通信終端WL以及分別與旁路開關控制器Kz1、數字監控裝置Kz2連接的隔離變壓器GT。本實用新型降低了隔直電容器C的電壓等級，提高了裝置的可靠性和抗短路衝擊能力，最大抗短路衝擊電流可達125kA，可用在高壓、超高壓乃至特高壓大型或巨型變壓器的中性點接地迴路中；有效地降低了變壓器的噪音，抑制其溫度的升高。
【專利說明】—種電力變壓器直流偏磁的在線監測與隔離裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及高壓直流輸電技術中的一次設備監測保護領域，尤其涉及一種電力變壓器直流偏磁的在線監測與隔離裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，超高壓直流輸電以其高效、經濟性的特點在我國長距離輸電中得到應用，我國超高壓直流輸電技術已達到了國際領先水平。隨著越來越多的直流輸電線路投入運行，我國電網呈現交、直流系統共存的新局面。直流輸電系統不可避免會在單極大地方式下運行，高壓直流輸電單極大地迴路方式運行時，接地極入地電流會在極址周邊產生一個強大的電流場，由於大地土壤電阻率的變化，接地極周邊不同位置的中性點直接接地變壓器處於不同地電位，接地極的部分入地電流將從地電位較高的變壓器中性點流入變壓器三相繞組，再經交流線路，然後通過地電位較低的變壓器三相繞組，由中性點入地，從而形成直流迴路，即交流系統為入地電流提供了一個比大地更容易流通的通道。一般電力變壓器能承受的直流電流很小(最大為幾十安培)，當有大於電力變壓器承受能力的直流電流流入變壓器時會引起變壓器鐵芯的飽和，變壓器會發生偏磁，使其勵磁電流和諧波將急劇增加，鐵心飽和、溫升、噪聲和振動增大並產生高次諧波，危害變壓器和電力系統的安全穩定運行。
[0003]為了避免直流極附近的電力變壓器發生直流偏磁，保證變壓器的安全穩定運行，需要對流入變壓器中性點直流電流進行監測，從而準確的判斷變壓器直流偏磁水平，及時給出變壓器直流偏磁告警，提醒相關運行人員採取措施抑制偏磁直流。同時，對變壓器偏磁直流進行在線監測，也為後期的直流偏磁治理奠定了基礎。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是為了克服現有技術的不足，提供了一種電力變壓器直流偏磁的在線監測與隔離裝置，該裝置採用高精度直流電流採樣技術、高速智能真空斷路器和大規模氧化鋅均能配組技術，降低了隔直電容器的電壓等級，提高了裝置的可靠性和抗短路衝擊能力，最大抗短路衝擊電流可達200kA，可用在高壓、超高壓乃至特高壓大型或巨型變壓器的中性點接地迴路中。
[0005]本實用新型是通過以下技術方案實現:
[0006]一種電力變壓器直流偏磁的在線監測與隔離裝置，包括變壓器、隔離裝置、偏磁在線監測裝置；所述變壓器的輸出端接入隔離裝置的輸入端；所述隔離裝置包括隔直電容器C、與隔直電容器C並聯的限壓保護器FR、交流電流互感器Ta、交直流電流變送器Tb以及旁路開關K，所述旁路開關K與限壓保護器FR並聯，所述交流電流互感器Ta與交直流電流變送器Tb串聯連接並接地；所述偏磁在線監測裝置包括旁路開關控制器Kzl、數字監控裝置Kz2、與數字監控裝置Κζ2輸出端連接的通信終端WL以及分別與旁路開關控制器Kzl、數字監控裝置Κζ2連接的隔離變壓器GT。[0007]作為本實用新型的優選技術方案，所述數字監控裝置Kz2的輸入端連接三路信號，第一路信號直接連接在變壓器的輸出端，第二路信號是經過隔直電容器C輸出的0-700V的電壓信號，第三路信號為流經交直流電流變送器Tb的交直流電流信號；所述數字監控裝置Κζ2的輸出端將操作命令傳遞給旁路開關控制器Kz I，旁路開關控制器Kz I同時接收來自交流電流互感器Ta的電流信號共同作用於旁路開關K。
[0008]其工作原理為:當偏磁在線監測裝置檢測變壓器中性點中沒有大地直流(或直流小於設定值)時，旁路開關K為常閉工作狀態，變壓器中性點通過旁路開關K接地；當偏磁在線監測裝置檢測到有直流(或大於設定值)流經變壓器中性點時，旁路開關K打開，將隔直電容C串聯到接地迴路中，起抑制直流的功能；當直流消失後，即隔直電容器C上的電壓降低到設定值以下，旁路開關K合閘，將隔直電容器短路，退出隔直功能；當系統發生單相接地不對稱短路時，衝擊電流流經隔直電容器C，使得隔直電容器C上的電壓迅速上升，觸發限壓保護器FR導通，並限制隔直電容器C兩端的電壓，起到保護隔直電容器C的作用；當短路電流變化到第一個過零點時刻，旁路開關控制器Kzl合閘，將短路電流分流到開關裡。
[0009]與現有的技術相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型降低了隔直電容器C的電壓等級，提高了裝置的可靠性和抗短路衝擊能力，最大抗短路衝擊電流可達125kA，可用在高壓、超高壓乃至特高壓大型或巨型變壓器的中性點接地迴路中；有效地降低了變壓器的噪音，抑制其溫度的升高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0012]請參閱圖1，圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0013]所述一種電力變壓器直流偏磁的在線監測與隔離裝置，包括變壓器、隔離裝置、偏磁在線監測裝置；所述變壓器的輸出端接入隔離裝置的輸入端；所述隔離裝置包括隔直電容器C、與隔直電容器C並聯的限壓保護器FR、交流電流互感器Ta、交直流電流變送器Tb以及旁路開關K，所述旁路開關K與限壓保護器FR並聯，所述交流電流互感器Ta與交直流電流變送器Tb串聯連接並接地；所述偏磁在線監測裝置包括旁路開關控制器Kzl、數字監控裝置Kz2、與數字監控裝置Κζ2輸出端連接的通信終端WL以及分別與旁路開關控制器Kzl、數字監控裝置Κζ2連接的隔離變壓器GT。所述數字監控裝置Κζ2的輸入端連接三路信號，第一路信號直接連接在變壓器的輸出端，第二路信號是經過隔直電容器C輸出的0-700V的電壓信號，第三路信號為流經交直流電流變送器Tb的交直流電流信號；所述數字監控裝置Κζ2的輸出端將操作命令傳遞給旁路開關控制器Kzl，旁路開關控制器Kzl同時接收來自交流電流互感器Ta的電流信號共同作用於旁路開關K。
[0014]變壓器中性點偏磁在線監測裝置由高速、高精度採樣器件，大規模運算處理晶片，以及高靈敏度電流、電壓傳感器件構成，算法精確，邏輯嚴密，處理實時，判據參數可調，方便現場整定。變壓器中性點偏磁在線監測裝置具有中文液晶顯示屏，方便就地查看運行參數，並配備通信模塊，可將監測到的數據遠距離上傳至後臺管理PC，後臺也可遠程操控本監測裝置。本監測裝置結構緊湊，技術先進，具有485通訊口，上位機可以通過此通訊口對控制器進行訪問，控制器給出應答信號，從而獲得此刻裝置的運行狀態。上位機也可以通過此通訊口對裝置發出控制指令；偏磁在線監測裝置配有通信接口，可接無線或光纖模塊，實現遠程監控，提供與直流偏磁隔離裝置的控制接口。
[0015]本實用新型的隔離裝置的電氣參數如下:
[0016]系統頻率:50±2Hz
[0017]使用電壓等級:IIOkV及以上
[0018]接地電抗:
[0019]內置高速旁路開關分斷狀態下工頻電抗:0.1~1.0Ω ;
[0020]內置高速旁路開關合閘狀態下工頻電抗:< 0.02 Ω ;
[0021 ] 短路衝擊電流:(200KA ；
[0022]短路電流:S80KA;
[0023]裝置隔直工況下持續工作電壓:< 160V
[0024]裝置二次與一次或地之間絕緣水平:2KV.Imin
[0025]隔離變隔離水平:``42KV.Imin
[0026]本實用新型的隔離裝置的使用環境如下:
[0027]海拔高度:≤3000m
[0028]環境溫度:-40°C~60°C
[0029]最大日溫差:<25 °C
[0030]相對溼度<85% (25 0C )
[0031]使用地點:戶外
[0032]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種電力變壓器直流偏磁的在線監測與隔離裝置，其特徵在於，包括變壓器、隔離裝置、偏磁在線監測裝置；所述變壓器的輸出端接入隔離裝置的輸入端；所述隔離裝置包括隔直電容器C、與隔直電容器C並聯的限壓保護器FR、交流電流互感器Ta、交直流電流變送器Tb以及旁路開關K，所述旁路開關K與限壓保護器FR並聯，所述交流電流互感器Ta與交直流電流變送器Tb串聯連接並接地；所述偏磁在線監測裝置包括旁路開關控制器Kzl、數字監控裝置Kz2、與數字監控裝置Κζ2輸出端連接的通信終端WL以及分別與旁路開關控制器Kz1、數字監控裝置Κζ2連接的隔離變壓器GT。
2.根據權利要求1所述的一種電力變壓器直流偏磁的在線監測與隔離裝置，其特徵在於，所述數字監控裝置Κζ2的輸入端連接三路信號，第一路信號直接連接在變壓器的輸出端，第二路信號是經過隔直電容器C輸出的0-700V的電壓信號，第三路信號為流經交直流電流變送器Tb的交直流電流信號；所述數字監控裝置Κζ2的輸出端將操作命令傳遞給旁路開關控制器Kz I，旁路開關控制器Kz I同時接收來自交流電流互感器Ta的電流信號共同作用於旁路開關K。
【文檔編號】H02H7/04GK203631282SQ201320838601
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】於永軍, 祁曉笑, 焦春雷, 劉勇, 茅東, 侯志遠, 王亮 申請人:國家電網公司, 國網新疆電力公司電力科學研究院, 安徽正廣電電力技術有限公司