CN213043437U - 一种直流偏磁抑制电路 - Google Patents

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

一种直流偏磁抑制电路

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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