CN213043437U - 一种直流偏磁抑制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种直流偏磁抑制电路,用于变压器中性点直流偏磁抑制。设置电容、电阻和石墨间隙,三者并联,其中一个并联端连接至变压器的中性节点处,另一个并联端通过变压器中性点接地线路接地;在两个并联端之间的变压器中性点接地线路上设置有接地刀闸;在一个并联端连接至变压器中性节点的线路上设置有隔直刀闸;所述接地刀闸和隔直刀闸联动,一个闭合时另一个断开。通过此设置,可以利用电容的隔直通交作用实现直流偏磁抑制。并且可以并联电阻泄流,并联石墨间隙过压保护,不需要额外设置旁路保护以及过压保护,属于无源型电容隔直,可采用超低容抗电容,达到高耐流的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种变压器中性点直流偏磁抑制技术,特别是关于一种直流偏磁抑制电路。
背景技术
在交直流混合输电系统中,直流输电系统调试、检修或发生故障时,系统采用单极-大地回路运行方式。此时,直流电流经接地极流入大地,在较大范围内造成地电位的明显变化,导致接地极周边大地形成电位梯度,使不同接地点的变压器中性点产生电位差,这种电位差通过大地-输电线路-接地变压器形成回路产生直流电流引起变压器直流偏磁。
直流偏磁会对变压器造成励磁电流畸变、振动和噪声加大、局部过热和温升等不良影响。目前有采用在变压器中性点上加装隔直装置的措施,其主要原理包括反向注入法、电阻法、电容法。反向注入法运行效率低,并且可能造成地下直流的二次污染;电阻法只能部分抑制中性点直流,电阻较小时不能有效地抑制直流,电阻较大时又不能保证变压器中性点的可靠接地。
应用较多的是有源型电容隔直法,但是如图1所示,有源型电容隔直装置容抗一般在1.0~0.1欧姆范围内,利用与电容C并联状态转换开关K实现隔直电容的投入退出转换,利用与电容C并联可控硅原件等组成的旁路P实现过电压保护,利用与电容并联放电间隙B作为后备保护,为了控制旁路回路的运行状态,增加了测量和控制装置,图中L是缓冲电感,GZ1是旁路隔离刀闸,GZ2是投入隔离刀闸,A是变压器。因此结构、控制逻辑、运行方式均很复杂,可靠性较差,故障率较高,运维成本很高。
发明内容
因为上述不足,本实用新型提供一种直流偏磁抑制电路,该电路采用电容隔直通交原理,并联到中性节点接地电路中,不需要旁路保护和过压保护,安全可靠,是解决大容量变压器中性点直流抑制问题的最优方案。
本实用新型所采用的技术方案如下:一种直流偏磁抑制电路,包括有变压器中性点接地线路,另设置有电容、电阻和石墨间隙,所述电容、电阻和石墨间隙三者并联,其中,一个并联端连接至变压器的中性节点处,另一个并联端通过变压器中性点接地线路接地;
在两个并联端之间的变压器中性点接地线路上设置有接地刀闸;
在其中一个并联端连接至变压器中性节点的线路上设置有隔直刀闸;
所述接地刀闸和隔直刀闸联动,一个闭合时另一个断开。
进一步地:所述电容至少设置一个。
进一步地:所述电容设置有多个,各个电容之间并联。
进一步地:每个所述电容对应并联配置一个电阻。
进一步地:所有电容与石墨间隙都并联。
进一步地:所述石墨间隙由两块石墨组成,两块石墨之间的间距为1mm,两块石墨分别与两个并联端连接。
本实用新型所采用无源型电容隔直原理,取消了与电容器并联的速合开关,取消了晶闸管保护回路及控制回路,采用接地刀闸和隔直刀闸联动机制,使得电流经过电容隔直后入地,达到抑制交流电网中变压器中性点直流电流的目的,消除直流偏磁对变压器及交流电网安全运行产生的不良影响,减少了故障点,大大减少了日常维护工作量。经计算和测试,总容抗小于0.2Ω时,对继电保护的影响可以降到最低。变压器中性点直流偏磁抑制隔直电容组工频阻抗小于0.025Ω,可以直接耐受50kA以上的短路电流。并且在电容两端设置泄流电阻,可以消除电容组直流电压积累带来的安全隐患;还可在电容两端并联石墨间隙,作为极端保护。
附图说明
图1是传统有源型电容隔直原理图;
图2是本实用新型无源型电容隔直原理图;
图3是具有8组电容和电阻并联组合的实施例图。
附图仅用于示出具体实施例的目的,而并不认为是对本实用新型的限制。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述,其中附图构成本申请一部分,并与实施例一起用于阐释本实用新型。但本领域的技术人员应该知道,以下实施例并不是对本实用新型技术方案作的唯一限定,凡是在本实用新型技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动,均应视为属于本实用新型的保护范围。
如图2所示,本实用新型提供一种关于变压器中性点的直流偏磁抑制电路,该电路主要利用电容与原变压器中性点接地电路构成并联回路,将电容并联到变压器中性点接地电路中,达到抑制交流电网中变压器中性点直流偏磁的目的。在电路中,设置有电容C、电阻R和石墨间隙B三种主要元器件;电容C、电阻R和石墨间隙B三者并联,构成并联电路,三者的一个并联端连接至变压器A的中性节点N处,并且在这个并联端连接至变压器中性节点的线路上设置有隔直刀闸GZ11;三者的另一个并联端接地。另,在变压器中性节点N接地的线路上设置有接地刀闸GZ12,且接地刀闸GZ12位于电容C、电阻R和石墨间隙B并联电路的两个并联接入点之间。隔直刀闸GZ11与接地刀闸GZ12联动,当隔直刀闸GZ11闭合时接地刀闸GZ12断开,当隔直刀闸GZ11断开时接地刀闸GZ12闭合,这样使得中性点直接接地电路和电容并联电路互不干涉,当某一时刻一条线路连通时另一条线路必然断开,可通过电容电路对中性点接地过程中的电流进行隔直,进行偏磁抑制。
在电路中,电阻R和电容C并联,构成RC电路,设置电阻的目的是用于当电容上有大量电荷时,将电荷逐步泄流,防止人员触电。
在电路中,设置一个石墨间隙B,石墨间隙是由两块石墨组成,分别连接在与电容的两个并联端,两块石墨之间具有一定的间隙,大约1mm左右;石墨间隙主要是对中性点直流偏磁抑制回路瞬时过电压进行保护,把瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内,或将强大的雷电流泄流入地。作为极端情况下的后备保护,石墨间隙可设计在击穿电压3~5kV,通流能力10kA/s。
进一步地,还可在电容C、电阻R和石墨间隙B的并联端至接地线路上设置电流传感器LK,用于实时测试经过电容并联电路的电流。
进一步地,在电路中,电容C至少设置一个,也可以并联设置多个。如图3所示的实施例中,共并联设置8个电容C1~C8,同时配置8个电阻R1~R8与8个电容并联配对。所有的电容和电阻与石墨间隙都并联,然后再并联接入到中性点接地电路中。
该电路利用电容“隔直通交”原理,通过在变压器中性点接地电路上并联电容,并设置联动开关,使得中性节点电流经由电容流过,从而消除直流电。
该电路中,对于电容、电阻和石墨间隙的选型,根据工程需要选定。
该结构属于无源型电容隔直电路,中性点接地电路和电容电路为并联状态,设置联动开关,不需要单独设置过电压保护回路和旁路回路。本实用新型可采用超低容抗电容,隔直电容组工频阻抗小于0.025Ω,额定电容130500μF,可以直接耐受50kA短路电流。
Claims (6)
1.一种直流偏磁抑制电路,包括有变压器中性点接地线路,其特征在于:另设置有电容、电阻和石墨间隙,所述电容、电阻和石墨间隙三者并联,其中,一个并联端连接至变压器的中性节点处,另一个并联端通过变压器中性点接地线路接地;
在两个并联端之间的变压器中性点接地线路上设置有接地刀闸;
在其中一个并联端连接至变压器中性节点的线路上设置有隔直刀闸;
所述接地刀闸和隔直刀闸联动,一个闭合时另一个断开。
2.根据权利要求1所述的直流偏磁抑制电路,其特征在于:所述电容至少设置一个。
3.根据权利要求1所述的直流偏磁抑制电路,其特征在于:所述电容设置有多个,各个电容之间并联。
4.根据权利要求3所述的直流偏磁抑制电路,其特征在于:每个所述电容对应并联配置一个电阻。
5.根据权利要求3或4所述的直流偏磁抑制电路,其特征在于:所有电容与石墨间隙都并联。
6.根据权利要求1所述的直流偏磁抑制电路,其特征在于:所述石墨间隙由两块石墨组成,两块石墨之间的间距为1mm,两块石墨分别与两个并联端连接。
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2020
- 2020-09-29 CN CN202022198190.6U patent/CN213043437U/zh active Active
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