CN201584755U - 一种用于变压器中性点隔直流设备的电流合闸装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于变压器中性点隔直流设备的电流合闸装置，该装置包括电流电压转换器、整流模块、过电压触发开关、晶闸管以及机械开关合闸线圈。本实用新型不需要二次电源来驱动机械开关合闸线圈工作，当整流模块输出的直流电压大小超过一定值时表明接地回路中的电流过大，电力系统出现异常，过电压触发开关控制晶闸管开通，使得机械开关合闸线圈通电，从而驱动机械开关进行合闸动作，整个过程不需要由控制器发出信号控制，全部通过硬件实现，响应时间短，抗干扰能力强，可靠性大大提高。
Description
技术领域
本实用新型属于电力系统领域，特别是一种用于用变压器中性点隔直流设备的电流合闸装置。
背景技术
供电系统中110kV、220kV、500kV变电站的主变压器普遍采用中性点直接接地方式。近年来不断建设高压直流输电线路，用于解决大容量长距离线路输电问题和大区电网间的线路互联问题，取得良好效果。高压直流输电的运行，造成在其落地极附近的110kV、220kV、500kV变电站的主变压器中性点有直流电流流过。直流电流在变压器流过引起直流偏磁，导致谐波增加、噪声增大、过热以及可能引起的保护误动等问题。解决这个问题，主要有两种办法：变压器中性点直流电流抑制和变压器中性点直流电流反向注入。变压器中性点直流电流抑制是采用电容器来隔离变压器中性点与接地极，使得接地极的直流电流不会流过变压器。变压中性点直流电流反向注入是在变压器中性点和远端接地极之间施加反向电流以抵消变压器中性点电流。其中第一种方法以其原理简单、造价低廉、安装后不需要修改保护及安全自动装置定值等特点得到了广泛的应用。
如图1所示，变压器中性点直流电流抑制装置把变压器中性点直接接地改为变压器中性点通过电容器C接地，这样可以抑制变压器中性点直流电流，但也改变了电网的系统结构，在电网出现异常情况时(如单相接地故障、电容器电压太大等)要在极短时间内把电容器C两端短接。在变压器中性点直流电流抑制装置中普遍采用一对反并联晶闸管SCR来完成极短时间内电容器C两端的短接。由于晶闸管SCR存在压降，不能耐受大电流的长时间导通，因此需要机械开关K3旁路，在大电流流过晶闸管SCR的情况下，机械开关K3的闭合速度关系的晶闸管SCR的安全问题(会否烧毁)。先前的做法是采用控制器输出触发信号，通过继电器来给机械开关K3的合闸线圈上电，从而闭合机械开关K3。这种做法反映速度依赖于控制器的反应速度，控制容易受到干扰，在二次电源出现故障时不能合闸机械开关等弊端。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种不需要二次供电、可靠性高、反应速度快的用于变压器中性点隔直设备的电流合闸装置。
本实用新型为解决其问题所采用的技术方案是：
一种用于变压器中性点隔直流设备的电流合闸装置，该装置包括电流电压转换器、整流模块、过电压触发开关、晶闸管以及机械开关合闸线圈，所述电流电压转换器基于接地电容器和机械开关的接地回路中的电流状态输出电压，电流电压转换器的输出端与整流模块的输入端连接，所述机械开关合闸线圈通过晶闸管接于整流模块正电压输出端和负电压输出端之间，所述过电压触发开关检测整流模块输出直流电压大小，当整流模块输出的直流电压大小超过一定值时电压触发开关控制晶闸管开通。
本实用新型的有益效果是：本实用新型不需要二次电源来驱动机械开关合闸线圈工作，当整流模块输出的直流电压大小超过一定值时表明接地回路中的电流过大，电力系统出现异常，过电压触发开关控制晶闸管开通，使得机械开关合闸线圈通电，从而驱动机械开关进行合闸动作，整个过程不需要由控制器发出信号控制，全部通过硬件实现，响应时间短，抗干扰能力强，可靠性大大提高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1为变压器中性点隔直设备的电路图；
图2为本实用新型应用于变压器中性点隔直设备的原理图；
图3为本实用新型的一种优选实施例的电路原理图；
图4为本实用新型的电流电压转换器的结构示意图。
具体实施方式
参照图2，本实用新型的一种用于变压器中性点隔直流设备的电流合闸装置，用于控制隔直流设备中与接地电容器并联的机械开关的合闸动作，该装置包括电流电压转换器1、整流模块2、过电压触发开关3、晶闸管4以及机械开关合闸线圈5，电流电压转换器1基于接地电容器和机械开关的接地回路中的电流状态输出电压，电流电压转换器1的输出端与整流模块2的输入端连接，机械开关合闸线圈5通过晶闸管4接于整流模块2正电压输出端和负电压输出端之间，过电压触发开关3检测整流模块2输出直流电压大小，当整流模块2输出的直流电压大小超过一定值时过电压触发开关3控制晶闸管4开通，当晶闸管4导通时，机械开关合闸线圈5通电，驱动机械开关K3合闸。在实际应用时，机械开关合闸线圈5和机械开关K3一般为配套的部件。
参照图3，为本实用新型一种优选实施例的电路原理图，过电压触发开关3包括二极管D5和瞬变二极管D6，二极管D5的阳极与整流模块2正电压输出端连接，二极管D5的阴极与瞬变二极管D6的阴极相连，瞬变二极管D6的阳极与晶闸管4的门极相连。当整流模块2输出的直流电压的值比较小时，瞬变二极管D6会阻断晶闸管4的门极供电通路，使得晶闸管4关断。在电网出现异常(如单相接地故障、电容器电压太大时)，整流模块2输出的直流电压会超过瞬变二极管D6的钳制电压，晶闸管4在门极电流驱动下导通，此时机械开关合闸线圈5通电，在应用时，直流电压一般通过机械开关的常闭触点K’施加给机械开关合闸线圈。
由于电流电压转换器1检测的为接地回路中的电流情况，电流电压转换器1需要采用特殊设计的互感器，其在使用时套在接地回路上，感应回路的电流情况并输出电压。考虑到接地回路在异常情况下电流范围很大，可达十几千安培，而保护动作电流只有数百安培，因此电流电压转换器1需要具有电压限制能力。为了达到这一效果，本实用新型的电流电压转换器1包括一采用磁饱和设计的铁芯，在主回路电流过大时可以限制住输出电压。当接地回路电流大到一定程度后，电流再升高输出电压的峰值升高缓慢、稳定在一个值以下。该电流电压转换器1结构如图4所示，主要有口字形铁芯、线圈以及夹件组成，线圈的外径为70mm，匝数为20～40匝(根据机械开关合闸线圈所需的最小直流电压确定)。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (3)
1.一种用于变压器中性点隔直流设备的电流合闸装置，其特征在于：该装置包括电流电压转换器(1)、整流模块(2)、过电压触发开关(3)、晶闸管(4)以及机械开关合闸线圈(5)，所述电流电压转换器(1)基于接地电容器和机械开关的接地回路中的电流状态输出电压，电流电压转换器(1)的输出端与整流模块(2)的输入端连接，所述机械开关合闸线圈(5)通过晶闸管(4)接于整流模块(2)正电压输出端和负电压输出端之间，所述过电压触发开关(3)检测整流模块(2)输出直流电压大小，当整流模块(2)输出的直流电压大小超过一定值时过电压触发开关(3)控制晶闸管(4)开通。
2.根据权利要求1所述的一种用于变压器中性点隔直流设备的电流合闸装置，其特征在于所述过电压触发开关(3)包括二极管(D5)和瞬变二极管(D6)，所述二极管(D5)的阳极与整流模块(2)正电压输出端连接，二极管(D5)的阴极与瞬变二极管(D6)的阴极相连，瞬变二极管(D6)的阳极与晶闸管(4)的门极相连。
3.根据权利要求1所述的一种用于变压器中性点隔直流设备的电流合闸装置，其特征在于所述电流电压转换器(1)包括一采用磁饱和设计的铁芯。
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