CN102255595A - 抑制变压器直流偏磁的方法 - Google Patents

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柳德文
贾岩
宋孝君
田恩国
张弓
张辉
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State Grid Corp of China SGCC
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China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Fushun Power Supply Co of Liaoning Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种抑制变压器直流偏磁的方法。采用在变压器中性点接入抑制变压器中性点直流电流装置的方法，利用与电容器并联开关实现直接接地运行状态和电容接地运行状态的转换，本发明可以有效的抑制变压器中性点的直流电流，确保有直流偏磁电力变压器安全稳定运行，防止由于直流偏磁造成设备事故，而且能够保证在系统发生故障时，迅速切换到旁路保护隔直电容器，也避免了对主变中性点绝缘的不利影响，确保变压器安全可靠地运行。

Description

抑制变压器直流偏磁的方法
技术领域
本发明涉及一种抑制偏磁的方法，尤其涉及一种抑制变压器直流偏磁的方法。
背景技术
变压器流过直流电流，在铁心中有了直流磁通，它与交流磁通叠加，使磁通发生偏移，平均磁通向偏移方向增加，加重了正方向的饱和，使正方向励磁电流明显增大，负方向励磁电流减小，励磁电流正负半周明显不对称。
交流系统中因流入直流而产生的所有危害，主要都是由于变压器的偏磁饱和引起的，以下分别列出。
1、谐波：正负半波对称的周期性励磁电流中只含奇次谐波。由于直流偏磁的作用，使单方向极度饱和的变压器励磁电流中出现了偶次谐波。此时，变压器成了交流系统中的谐波源。
2、无功损耗增加：由于直流偏磁引起变压器饱和，励磁电流大大增加，使变压器消耗无功增加，它或使系统无功补偿装置过载，或使系统电压下降。一般由直流大地返回引起的变压器偏磁饱和，大都造成无功补偿装置过载，为了解决无功增大的问题，往往只能使直流系统在大地返回方式运行时减少输送容量，因而限制了它的输送能力。
3、振动和噪声：变压器偏磁饱和的另一后果是引起噪声和振动。
4、变压器本身损坏：变压器发生直流偏磁后，励磁电流严重畸变，变压器铁心在半波下饱和，会形成杂散磁通，它们进入箱体各个部件中，增大有功损耗，并使变压器局部过热，导致损坏。
5、继电保护系统故障：1）保护系统误动作。由于谐波电流增大，会被保护误认为故障或过载，而误跳开。这主要发生在SVC、无功补偿电容的保护以及输电线路的保护中，是最普遍的保护故障模式。
2）动作失败。即需要动作时没有动作。主要发生在变压器差动保护中，电流互感器输出电流畸变时也会发生这种情况。
3）比要求的动作慢。GIC的存在使电流互感器中很容易建立起高水平的偏置或残磁。当GIC较大时，它感应的偏置使电流互感器在故障电流中的直流偏置下到达饱和的时间明显减少。
大多数的继电保护故障还是因为变压器半周饱和造成的严重谐波环境引起的。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供了一种抑制变压器直流偏磁的方法，解决了现有技术中直流偏磁的问题，而且本发明安全可靠。
本发明的技术方案包括如下步骤：
抑制变压器中性点直流电流装置处于直接接地运行状态时，抑制变压器中性点直流电流装置的测控单元时刻监视中性点直流电流的变化，当中性点电流大于抑制变压器中性点直流电流装置设定的状态转换电流门限Io时，在自动运行模式下，抑制变压器中性点直流电流装置自动进入电容接地运行状态；在手动运行模式下，抑制变压器中性点直流电流装置发出告警信号，运行人员通过远程终端操作手动进入电容接地运行状态；
抑制变压器中性点直流电流装置进入电容接地运行状态时，对应直接接地状态下的状态转换电流门限Io的值，在隔直电容两端将产生与之对应的初始电压Vo；运行中抑制变压器中性点直流电流装置的测控单元和快速旁路启动单元同时监视电容器两端电压，测控单元监视电容器两端电压是否低于安全返回直接接地运行的低电压门限VL，快速旁路启动单元监视电容器两端电压是否高于过电压保护返回直接接地运行的高电压门限VH；
当电容器两端电压低于VL时，若抑制变压器中性点直流电流装置处于自动运行模式时，测控单元闭合状态转换开关，进入直接接地运行状态；若抑制变压器中性点直流电流装置处于手动运行模式时，发出直接接地安全提示信号，运行人员手动通过远程终端操作进入直接接地运行状态；
当电容两端电压超过快速旁路启动门限VH时，快速旁路系统启动，抑制变压器中性点直流电流装置进入直接接地状态。
所述的初始电压Vo值通过仿真计算或通过将抑制变压器中性点直流电流装置实际接入中性点测量获得其值。
所述的抑制变压器中性点直流电流装置进入电容接地运行状态时，安全返回直接接地运行的低电压门限VL应低于初始电压V0值，过电压保护返回直接接地运行的高电压门限VH应高于因直流输电系统引起的最大电势的值，同时VH应低于装置及电网中任何电气设备的耐压容限。
本发明的优点效果如下：
本发明确保有直流偏磁电力变压器安全稳定运行，防止由于直流偏磁造成设备事故，而且能够保证在系统发生故障时，迅速切换到旁路保护隔直电容器，也避免了对主变中性点绝缘的不利影响，确保变压器安全可靠地运行。
具体实施方式
本发明结合具体实施例，进行详细描述如下。
实施例
抑制变压器中性点直流电流装置处于直接接地运行状态时，抑制变压器中性点直流电流装置的测控单元时刻监视中性点直流电流的变化，当中性点电流大于抑制变压器中性点直流电流装置设定的状态转换电流门限Io时，在自动运行模式下，抑制变压器中性点直流电流装置自动进入电容接地运行状态；在手动运行模式下，抑制变压器中性点直流电流装置发出告警信号，运行人员通过远程终端操作手动进入电容接地运行状态；
抑制变压器中性点直流电流装置进入电容接地运行状态时，对应直接接地状态下的状态转换电流门限Io的值，在隔直电容两端将产生与之对应的初始电压Vo，初始电压Vo值通过仿真计算或通过将抑制变压器中性点直流电流装置实际接入中性点测量获得其值；运行中抑制变压器中性点直流电流装置的测控单元和快速旁路启动单元同时监视电容器两端电压，测控单元监视电容器两端电压是否低于安全返回直接接地运行的低电压门限VL，快速旁路启动单元监视电容器两端电压是否高于过电压保护返回直接接地运行的高电压门限VH；
当电容器两端电压低于VL时，若抑制变压器中性点直流电流装置处于自动运行模式时，测控单元闭合状态转换开关，进入直接接地运行状态；若抑制变压器中性点直流电流装置处于手动运行模式时，发出直接接地安全提示信号，运行人员手动通过远程终端操作进入直接接地运行状态；
当电容两端电压超过快速旁路启动门限VH时，快速旁路系统启动，抑制变压器中性点直流电流装置进入直接接地状态。
所述的抑制变压器中性点直流电流装置进入电容接地运行状态时，安全返回直接接地运行的低电压门限VL应低于初始电压V0值，过电压保护返回直接接地运行的高电压门限VH应高于因直流输电系统引起的最大电势的值，同时VH应低于装置及电网中任何电气设备的耐压容限。
本发明的保护范围以权力要求为准，不受具体实施例所限制。

Claims (3)

1.抑制变压器直流偏磁的方法，其特征在于包括下述步骤，抑制变压器中性点直流电流装置处于直接接地运行状态时，抑制变压器中性点直流电流装置的测控单元时刻监视中性点直流电流的变化，当中性点电流大于抑制变压器中性点直流电流装置设定的状态转换电流门限Io时，在自动运行模式下，抑制变压器中性点直流电流装置自动进入电容接地运行状态；在手动运行模式下，抑制变压器中性点直流电流装置发出告警信号，运行人员通过远程终端操作手动进入电容接地运行状态；
抑制变压器中性点直流电流装置进入电容接地运行状态时，对应直接接地状态下的状态转换电流门限Io的值，在隔直电容两端将产生与之对应的初始电压Vo；运行中抑制变压器中性点直流电流装置的测控单元和快速旁路启动单元同时监视电容器两端电压，测控单元监视电容器两端电压是否低于安全返回直接接地运行的低电压门限VL，快速旁路启动单元监视电容器两端电压是否高于过电压保护返回直接接地运行的高电压门限VH；
当电容器两端电压低于VL时，若抑制变压器中性点直流电流装置处于自动运行模式时，测控单元闭合状态转换开关，进入直接接地运行状态；若抑制变压器中性点直流电流装置处于手动运行模式时，发出直接接地安全提示信号，运行人员手动通过远程终端操作进入直接接地运行状态；
当电容两端电压超过快速旁路启动门限VH时，快速旁路系统启动，抑制变压器中性点直流电流装置进入直接接地状态。
2.根据权利要求1所述的抑制变压器直流偏磁的方法，其特征在于所述的初始电压Vo值通过仿真计算或通过将抑制变压器中性点直流电流装置实际接入中性点测量获得其值。
3.根据权利要求1所述的抑制变压器直流偏磁的方法，其特征在于所述的抑制变压器中性点直流电流装置进入电容接地运行状态时，安全返回直接接地运行的低电压门限VL应低于初始电压V0值，过电压保护返回直接接地运行的高电压门限VH应高于因直流输电系统引起的最大电势的值，同时VH应低于装置及电网中任何电气设备的耐压容限。
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