CN204188695U - 交/直流滤波器高压电容器不平衡电流检测互感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交/直流滤波器高压电容器不平衡电流检测互感器，其包括一铁心柱、均绕于所述铁心柱上的第一一次绕组、第二一次绕组、二次绕组，以及与所述二次绕组所连接的I/V变送器，其中，高压电容器两臂电容器C1和电容器C2的一端均电性连接至交/直流滤波器高压电容器的高压端，所述第一一次绕组和第二一次绕组的一端分别电性连接至电容器C1和电容器C2的另一端，该第一一次绕组和第二一次绕组的另一端均电性连接至交/直流滤波器高压电容器的低压端，所述二次绕组的两端电性连接至I/V变送器的输入端，所述第一一次绕组和第二一次绕组的匝数相同，缠绕铁心柱的方向相反。本实用新型可使不平衡电流误差小且该电流互感器承受的电压低。

Description

交/直流滤波器高压电容器不平衡电流检测互感器

技术领域

本实用新型涉及直流输电控制保护技术领域，具体涉及一种交/直流滤波器高压电容器不平衡电流检测互感器。

背景技术

在特(超)高压直流输电系统中，换流装置是一个谐波源，在交流侧和直流侧都会产生谐波电压和谐波电流。由于谐波分量的存在，使得系统中正弦波电压波形畸变，电能质量下降，导致设备发热、甚至烧毁，并可能在系统内形成局部谐振，产生过电流或过电压，破坏设备绝缘性能，还有可能引发保护设备误动、干扰通信设备等问题。目前抑制交/直流侧谐波最广泛采用的方式在分别在交流侧和直流侧装设相应的交流滤波器和直流滤波器。直流输电工程交流滤波器用于：维持交流母线电压在设定范围内；滤除由换流器产生的交流侧谐波；提供换流器所需的无功功率。直流滤波器用于滤除由换流器产生的直流侧谐波。

直流输电工程交/直流滤波器高压电容器结构多采用H型或∏型，分别如图1和图2所示。其中，图1示出了由电容器C1和电容器C2串联、电容器C3和电容器C4串联，串联后的两个支路的两端分别并联连接至该交/直流滤波器的高压端(HV端)和低压端(LV端)，再将电容器C1和电容器C2之间、以及电容器C3和电容器C4之间通过一导线连接形成的H桥型结构，该导线流过的电流即为高压电容器不平衡电流，由电流互感器T1检测。图2示出了将电容器C1和电容器C2并联后的两端分别连接至该交/直流滤波器的高压端(HV端)和低压端(LV端)形成的∏形结构，电容器C1和电容器C2和低压端(LV端)之间的电流互感器T11和T12分别检测电容器C1和电容器C2两臂的电流，两个电流的差值即为高压电容器不平衡电流。

交/直流滤波器高压电容器配置有不平衡保护。两臂不平衡故障情况下将出现不平衡电流ITD，不平衡电流ITD跟两臂和电流ITS的比值ITD/ITS为不平衡度，当检测到不平衡度超过定值时，不平衡保护动作，动作后果为退出直流滤波器或直流系统紧急停运，防止故障蔓延，发生高压电容器雪崩击穿。其保护原理如图3和图4所示，其中，图3示出了H型高压电容器由一个安装在中压处(即电容器C1和电容器C2之间、以及电容器C3和电容器C4之间连接的导线上)的电流互感器(T1)测量不平衡电流ITD。该方案的优点在于采用一个电流互感器并且测量的不平衡电流误差小，缺点在于电流互感器(T1)承受工作电压较高。图4示出了∏型高压电容器由两个安装在低压处的电流互感器(T11和T12)分别测量两臂的电流，然后相减得到不平衡电流ITD，该方案的优点在于电流互感器(T11和T12)承受工作电压较低，缺点在于采用两个电流互感器、且形成的不平衡电流误差大。

实用新型内容

针对以上不足，本实用新型的目的在于提供一种交/直流滤波器高压电容器不平衡电流检测互感器，其通过两个一次绕组和一个二次绕组构成的电流互感器结构，可使不平衡电流误差小且该电流互感器承受的电压低。

为实现以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种交/直流滤波器高压电容器不平衡电流检测互感器，所述交/直流滤波器高压电容器采用两臂并联结构，该交/直流滤波器高压电容器不平衡电流检测互感器包括一铁心柱、均绕于所述铁心柱上的第一一次绕组、第二一次绕组、二次绕组，以及与所述二次绕组所连接的I/V变送器，其中，高压电容器两臂电容器C1和电容器C2的一端均电性连接至交/直流滤波器高压电容器的高压端，所述第一一次绕组和第二一次绕组的一端分别电性连接至电容器C1和电容器C2的另一端，该第一一次绕组和第二一次绕组的另一端均电性连接至交/直流滤波器高压电容器的低压端，所述二次绕组的两端电性连接至I/V变送器的输入端，所述第一一次绕组和第二一次绕组的匝数相同，缠绕铁心柱的方向相反。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：本实用新型提出通过两个一次绕组和一个二次绕组组成的电流互感器结构实现交/直流滤波器高压电容器不平衡电流检测功能，可使不平衡电流误差小且该电流互感器承受的电压低。

附图说明

图1为现有交/直流滤波器H型高压电容器的电路结构图；

图2为现有交/直流滤波器∏型高压电容器的电路结构图；

图3为图1H型高压电容器的不平衡保护原理图；

图4为图2∏型高压电容器的不平衡保护原理图；

图5为本实用新型交/直流滤波器高压电容器不平衡电流检测互感器的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。

实施例

交/直流滤波器高压电容器不平衡电流检测互感器，其可以应用于现有的H型或∏型的交/直流滤波器高压电容器结构中。对于H型来说，去掉图1所示的电容器C1和电容器C2之间、以及电容器C3和电容器C4之间的连接导线及电流互感器T1，然后将本实用新型电流互感器加于电容C2和电容C4下方即可。对于∏型来说，去掉图2所示的电容器C1和电容器C2下方的电流互感器T11和T12，然后将本实用新型电流互感器加于电容C1和电容C2下方即可。

以在交/直流滤波器∏型高压电容器结构中的应用为例对本实用新型的保护范围进行解释和说明。

请参照图5所示，交/直流滤波器高压电容器包括电容器C1和电容器C2两臂，电容器C1和电容器C2均由P台电容器串联组成，单台电容器由M×N个电容元件串并联组成(P、M、N均为大于1的整数)。高压电容器承受了大部分直流电压，每个电容元件承受的电压有限，过压后将可能击穿损坏，采用分布式均压电阻并联，保证正常运行时各串联电容元件承受均等的电压。部分直流工程高压电容器的电容元件串有熔丝，当某一串并联的电容元件中某个元件击穿短路，同一串中完好元件所存储的能量将通过击穿短路元件串接的熔丝放电，将熔丝熔断；当一串并联的电容元件中剩余完好元件所存储的能量不足以熔断熔丝时，故障发展为整串并联元件短路。

该交/直流滤波器高压电容器不平衡电流检测互感器包括一铁心柱、均绕于所述铁心柱上的第一一次绕组、第二一次绕组、二次绕组，以及二次绕组所连接的I/V变送器，其中，其中，高压电容器两臂电容器C1和电容器C2的一端均电性连接至交/直流滤波器高压电容器的高压端(HV端)，所述第一一次绕组和第二一次绕组的一端分别电性连接至电容器C1和电容器C2的低压端，使电容器C1的电流i₁₁流通第一一次绕组，使电容器C2的电流i₁₂流通第二一次绕组，该第一一次绕组和第二一次绕组的另一端均电性连接至交/直流滤波器高压电容器的低压端(LV端)，二次绕组的两端电性连接至I/V变送器的输入端，I/V变送器用于将二次绕组的电流量转换成电压量输出至控制保护装置中。

第一一次绕组的匝数n₁₁和第二一次绕组的匝数n₁₂相等，即n₁₁＝n₁₂，设定二次绕组的匝数为n₂，第一一次绕组和第二一次绕组的极性相反，这样势必使二次绕组的极性与第一一次绕组和第二一次绕组其中之一相同，以二次绕组的极性与第一一次绕组极性相同为例，此时二次绕组上流通的电流i₂为：

$i_2=\frac{i_{11}\×n_{11}-i_{12}\×n_{12}}{n_2}$

该电流i₂即为高压电容器的不平衡电流，最后将该电流i₂通过I/V变送器转换成电压量输出至控制保护装置中。当二次绕组的极性与第二一次绕组极性相同时的计算方法与之相似。

上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (1)

1.一种交/直流滤波器高压电容器不平衡电流检测互感器，所述交/直流滤波器高压电容器采用两臂并联结构，其特征在于，该交/直流滤波器高压电容器不平衡电流检测互感器包括一铁心柱、均绕于所述铁心柱上的第一一次绕组、第二一次绕组、二次绕组，以及与所述二次绕组所连接的I/V变送器，其中，高压电容器两臂电容器C1和电容器C2的一端均电性连接至交/直流滤波器高压电容器的高压端，所述第一一次绕组和第二一次绕组的一端分别电性连接至电容器C1和电容器C2的另一端，该第一一次绕组和第二一次绕组的另一端均电性连接至交/直流滤波器高压电容器的低压端，所述二次绕组的两端电性连接至I/V变送器的输入端，所述第一一次绕组和第二一次绕组的匝数相同，缠绕铁心柱的方向相反。