串聯電容法的變壓器中性點直流電流抑制裝置的製作方法

2023-06-13 02:08:36

專利名稱：串聯電容法的變壓器中性點直流電流抑制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及變壓器輸電裝置，尤其是串聯電容法的變壓器中性點直流電流抑制裝置。
背景技術：
消除直流輸電單級大地運行方式下地中電流對運行變壓器影響，主要有中性點串聯電阻法、中性點串聯電容法和中性點反向電流注入法。目前的研究認為，在變壓器中性點串聯小電阻只能減弱流入變壓器中性點的直流電流，且存在當電網結構發生變化時，阻值需要重新調整的問題；電流注入法利用從變壓器中性點之外新設「第二接地點」注入反向電流來消除直流電流對變壓器的影響，但應用這種注入電流只有20%左右能夠流入待治理的變壓器中性點，其它80%電流去向不明，且新設「第二接地點」需要重新徵地，工程投資大
實用新型內容
為了消除直流輸電單級大地運行方式下地中電流對運行變壓器影響，本實用新型提供一種串聯電容法的變壓器中性點直流電流抑制裝置，該裝置不僅在電網故障情況下，保證了變壓器中性點的安全，而且可廣泛應用於電力系統並增加了監控單元。本實用新型解決其技術問題所採取的技術方案是本裝置由隔直電容器和過電壓快速旁路系統構成，過電壓快速旁路迴路由快速開關、整流橋、晶閘管、過電壓觸發單元、快速脫扣迴路等幾個部分組成，採用在變壓器中性點接入電容器來抑制直流電流，利用與電容器並聯的快速開關實現直接接地運行狀態和電容接地運行狀態的轉換。過電壓快速旁路迴路採用在變壓器中性點接入電容器來抑制直流電流，利用與電容器並聯的快速開關實現直接接地運行狀態和電容接地運行狀態的轉換。監控單元包括裝置側控制器及控制室監控後臺2個部分。本實用新型的有益效果是串聯電容法具有原理簡單、隔直效果明顯、不需要重新調整繼電保護裝置定值等優點，具有較好的經濟性和工程實用性。不僅能有效抑制變壓器中性點直流電流，而且可廣泛應用於電力系統，結構簡單。
以下結合附圖
和實施例對本實用新型進一步說明。圖I是串聯電容法的變壓器中性點直流電流抑制裝置原理圖。圖2是NCBD應用系統圖。圖中I、電容器2、過電壓觸發電源3、晶閘管4、整流橋5、快速開關6、變壓器7、抑制變壓器中性點8、主控制遠程監控終端機9、主控制室光字牌信號。
具體實施方式
串聯電容法的變壓器中性點直流電流抑制裝置是由1、電容器2、過電壓觸發電源3、晶閘管4、整流橋5、快速開關組成。NCBD應用系統是由6、變壓器7、抑制變壓器中性點8、主控制遠程監控終端機
9、主控制室光字牌信號組成。一、CBD的工作原理及運行方式I. INCBD的工作原理裝置採用在變壓器(6)中性點接入電容器⑴抑制直流電流，利用與電容器(I)並聯的快速開關(5)實現直接接地運行狀態和電容接地運行狀態的轉換。裝置由隔直電容器(I)和過電壓快速旁路系統構成，過電壓快速旁路迴路由快速開關(5)、整流橋(4)、晶閘管(3)、過電壓觸發單元(2)、快速脫扣迴路等5部分組成，裝置原理如圖I所示。裝置可承受最大短路容量為20kA、ls，工頻交流容抗< I. 2Ω，旁路動作時間< 20 μ S。
·[0017]I. 2運行方式本裝置有2種運行方式，即中性點直接接地運行和中性點電容接地運行。圖3中當快速開關(5)斷開時，裝置為中性點電容接地運行方式；當快速開關(5)閉合時，裝置為中性點直接接地運行方式。I. 3旁路系統如果只串聯電容器⑴在變壓器(6)中性點以隔離直流，考慮到電網故障情況下中性點不會過電壓，電容的容抗值必須選擇得很小，而耐壓值又必須很高，在目前電力電容器(I)製造水平下，必須採用多組電容器(I)串並聯，這樣增大了設備的體積，提高了設備的成本，因此，只串聯電容不具有工程可行性，必須採用電容器(I)加旁路系統的設計方案。在電容接地運行狀態下，當交流系統發生三相不平衡故障時，有可能在電容器(I)兩端產生高電壓，此時裝置採用3級接力式旁路方案 第I級是晶閘管(3)，電網故障情況下的故障電流將導致中性點電壓升高，晶閘管(3)導通使中性點快速進入直接接地狀態；第2級是由晶閘管(3)電流驅動的快速開關(5)旁路，由於晶閘管(3)續流能力的限制，短路發生20ms以內快速開關(5)必須閉合，形成中性點的金屬性直接接地;第3級是金屬氧化物避雷器(metal oxide varistor, MOV)等組成的後備旁路保護。二、NCBD監控單元在現場應用中，由於直流系統運行方式具有不確定性，需要一種智能化設備，在直流系統正常運行時，切除電容器(1)，變壓器(6)中性點直接接地運行；在中性點直流較大，影響變壓器(6)穩定運行時，投入電容器(I)，變壓器(6)中性點通過電容器(I)接地運行；在電力系統故障時，旁路系統動作，使變壓器(6)中性點直接接地，以保證中性點及電容器
(I)的安全。NCBD設備也必須隨著直流電流的變化進行自動投切，這樣既能保證變壓器(6)的安全運行，又減輕了現場運行人員的工作量。為滿足上述要求，潖江I號主變NCBD裝置在一次系統的基礎上，增加了監控單元，監控單元包括裝置側控制器及控制室監控後臺2個部分。NCBD現場應用系統結構如圖2所示。監控單元完成的主要功能如下I)運行方式的轉換。在中性點直接接地運行方式下，當中性點電流超過設定門限時，如果裝置處於自動控制模式，監控單元會發出快速開關(5)跳開信號使裝置進入中性點電容接地運行方式，並向主控制室終端發出裝置自動投入提示信號；如果裝置處於手動控制模式，只向主控制室終端發送過電流告警信號(中央告警信號閃爍)，提醒運行人員手動將裝置切換到中性點電容接地運行方式。在中性點電容接地運行方式下，當隔直電容器(I)兩端電壓低於設定門限時，如果裝置處於自動控制模式，監控系統發出快速開關(5)閉合信號使裝置進入中性點直接接地運行方式，並向主控制室終端發出裝置自動接地提示信號；如果裝置處於手動控制模式，只向主控制室終端發送低壓告警信號(中央告警信號閃爍)，提醒運行人員可手動將裝置切換到中性點直接接地運行方式。2)裝置旁路系統的在線可靠性試驗。為提高裝置旁路系統的可靠性，裝置設有自動試驗迴路，且試驗迴路不在電容器
(I)、快速開關(5)等裝置主要器件迴路中串入任何元件，既保證了試驗迴路的輔助功能，又不會對裝置的可靠性產生任何影響。當裝置完成一次故障電流旁路過程後或當裝置由中性點直接接地方式切換到電容接地方式時，裝置啟動試驗迴路對晶閘管(3)驅動快速開關 (5)閉合機制、整流橋⑷導通性、電容器⑴充放電進行試驗。
權利要求1.串聯電容法的變壓器中性點直流電流抑制裝置，其特徵是採用在變壓器中性點串聯電容器阻斷直流電流的方案，且電容器並聯了由快速開關、整流橋、大功率晶閘管、過電壓觸發單元、快速脫扣迴路組成的快速旁路系統並增加了監控單元。
2.根據權利要求I所述的串聯電容法的變壓器中性點直流電流抑制裝置，其特徵是過電壓快速旁路迴路採用在變壓器中性點接入電容器來抑制直流電流，利用與電容器並聯的快速開關實現直接接地運行狀態和電容接地運行狀態的轉換。
3.根據權利要求I所述的串聯電容法的變壓器中性點直流電流抑制裝置，其特徵是監控單元包括裝置側控制器及控制室監控後臺2個部分。
專利摘要串聯電容法的變壓器中性點直流電流抑制裝置，採用在變壓器中性點串聯電容器阻斷直流電流的方案，且電容器並聯了由快速開關、整流橋、大功率晶閘管、過電壓觸發單元、快速脫扣迴路等組成的快速旁路系統並增加了監控單元。
文檔編號H02H9/02GK202678952SQ20112056391
公開日2013年1月16日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者孫民 申請人:洛陽恆光特種變壓器有限公司