CN204597457U - 变压器中性点直流隔直装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种变压器中性点直流隔直装置，包括：隔直电容器、常开开关、整流桥，隔直电容器连接在变压器的中性点与地之间，常开开关与隔直电容器并联，整流桥的输入端连接隔直电容器的两端，整流桥的输出端串接有触发模块和限流电抗器，隔直装置还包括用于触发常开开关闭合的电流互感器，该电流互感器连接在隔直电容器与整流桥的输入端之间的线路上。由于该电流互感器串接在交流侧，交流侧的电流时刻在变化，所以电流互感器随时都可以采集到电流信号，可靠性增加。而且，通过采集的信号控制常开开关闭合，提高了装置的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种变压器中性点直流隔直装置，属于高压输电技术领域。
背景技术
近年来,随着特高压直流输电技术的发展，特高压直流输电在我国的投运线路越来越多。当直流输电线路在单极大地运行时，由于直流系统中的接地极不是理想接地极，接地极有电阻存在，导致系统中的直流电流部分以交流系统变压器的中性点为回路，通过变压器的中性点流入交流系统。直流电流进入交流变压器后，导致变压器产生直流偏磁并引起变压器磁饱和，从而导致变压器的励磁电流升高，变压器噪音加剧，严重的导致变压器故障。电力变压器中性点的直流偏磁电流已经严重影响电网的安全。
申请号为201310691362.5，发明名称为“变压器中性点直流电流抑制装置”的中国专利申请，公开了一种变压器中性点直流电流抑制装置，包括有：隔直流电容，连接在变压器的中性点与地之间；速合开关，速合开关与隔直流电容并联；整流桥，输入端与隔直流电容的两端连接，将变压器中性点的交流电压转换成直流电压输出给触发模块；触发模块，输出端连接速合开关的脱扣线圈，触发模块实时检测整流桥输出的电压值，当检测到过电压时，触发导通，使脱扣线圈得电，则速合开关的常开触点迅速闭合，此时隔直流电容被速合开关短路，变压器中性点通过速合开关接地，自动退出隔直流电容。
该申请能够避免直流流入交流变压器，既保护变压器中性点，又保护装置本身的电容。但是由于只在直流侧获取速合开关的闭合触发信号，而且直流侧比交流侧获取触发信号的难度要大，所以，该申请中，获取信号的可靠性很低。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种变压器中性点直流隔直装置，用以解决现有技术中在直流侧采集速合开关的闭合触发信号导致可靠性很低的问题。
为实现上述目的，本实用新型的方案包括一种变压器中性点直流隔直装置，包括：隔直电容器、常开开关、整流桥，隔直电容器连接在变压器的中性点与地之间，常开开关与隔直电容器并联，整流桥的输入端连接隔直电容器的两端，整流桥的输出端串接有触发模块和限流电抗器，所述隔直装置还包括一个用于触发所述常开开关闭合的电流互感器，所述电流互感器连接在所述隔直电容器与整流桥的输入端之间的线路上。
所述隔直装置还包括一个用于为所述常开开关提供触发闭合信号的冗余线圈，所述冗余线圈连接在整流桥的输出端。
所述电流互感器包括用于连接一个整流器的输入端的二次线圈，所述整流器的输出端串接所述常开开关的控制线圈和所述控制线圈的一个常闭辅助触点。
所述触发模块包括同向并联设置的两个晶闸管和用于触发晶闸管导通的触发控制器，所述晶闸管与所述限流电抗器串联，所述触发控制器包括BOD和用于根据隔直电容器的端电压判断晶闸管导通的光纤触发模块，所述BOD的一端连接整流桥的输出端，另一端连接晶闸管的门极。
所述隔直装置还包括一个用于投切所述隔直装置的隔离开关，所述隔直电容器的一端通过所述隔离开关连接变压器的中性点，另一端接地。
本实用新型的有益效果是，在隔直电容器与整流桥的输入端之间的线路上连接一个用于触发常开开关闭合的电流互感器，由于该电流互感器串接在交流侧，交流侧的电流时刻在变化，所以电流互感器随时都可以采集到电流信号，另外，根据采集的信号有效控制常开开关闭合，保证常开开关有两种闭合控制回路，极大增加了装置的可靠性和安全性。
附图说明
图1是本实用新型一个实施方式的结构示意图；
图2是快速开关的控制回路的电路图；
图3是电子开关的触发控制原理图；
图4是本实用新型另一个实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
一种变压器中性点直流隔直装置，包括：隔直电容器、常开开关、整流桥，隔直电容器连接在变压器的中性点与地之间，常开开关与隔直电容器并联，整流桥的输入端连接隔直电容器的两端，整流桥的输出端串接有触发模块和限流电抗器，该隔直装置还包括一个用于触发常开开关闭合的电流互感器，电流互感器连接在隔直电容器与整流桥的输入端之间的线路上。
基于以上基本技术方案，结合附图，给出以下一个具体实施方式。
如图1所示，该变压器中性点直流隔直装置包括：隔直电容器C1、用于保护隔直电容器C1的快速闭合开关KM1、整流桥(D1-D4)，隔直电容器C1连接在变压器的中性点与地之间，快速闭合开关KM1与隔直电容器C1并联，整流桥的输入端连接隔直电容器C1的两端，整流桥的输出端串接有触发模块和限流电抗器L2。
该隔直装置还包括用于触发快速闭合开关KM1的电流互感器CT1，电流互感器CT1串接在隔直电容器C1与整流桥的输入端之间的线路上，即在交流侧取电。
在整流桥的输出端连接有一个控制开关KM1导通与否的电流线圈L3，该电流线圈用于为快速闭合开关KM1提供触发闭合信号，作为一个实施方式，限流电抗器L2与线圈L3串联，用于为快速闭合开关KM1提供触发闭合信号。电流互感器CT1与电流线圈L3冗余设置。
正常情况下，隔直电容器C1始终串联在变压器中性点中，利用电容器通交流隔直流的特点，隔离变压器的直流电流。
如图2所示，电流互感器CT1的二次侧连接整流器ZLQ的输入端，整流器ZLQ的输出端串接快速闭合开关KM1的控制线圈DF和该控制线圈的常闭辅助触点DF。为了限制整流器ZLQ整流输出后的电压幅值，以保护快速闭合开关KM1的合闸线圈不受整流后的过电压损坏，可以在合闸线圈的两端并联一个避雷器FV。
如图3所示，上述触发模块包括同向并联设置的两个晶闸管(T1、T2)及晶闸管的触发控制回路。两个晶闸管同时被触发导通，首先双晶闸管互为备用能够提高可靠性，另外，这两个晶闸管并联导通，提高了晶闸管回路的通流能力，可以承受更高的故障电流。晶闸管与限流电抗器L2串联，触发控制回路包括两部分，一个是击穿二极管BOD，BOD的一端连接整流桥的输出端，另一端通过二极管D11同时连接两个晶闸管的门极；触发控制回路的另一部分是一个光纤触发模块，具体为由控制装置控制的触发1、触发2组成，当控制装置检测到电容器端电压超过设定值时，通过光纤由触发1和触发2共同输出两个触发信号，两个信号是冗余设计，触发信号经处理后通过二极管D12后触发晶闸管导通。光纤触发模块与BOD冗余设置。其中BOD是后备触发，当控制装置或由该光纤触发模块形成的触发回路故障时，由晶闸管过电压BOD作为后备触发回路强制触发晶闸管。
为了检修和投切方便，隔直电容器C1与断路器QF1并联，且在隔直电容器C1与变压器的中性点之间的线路上串接隔离开关QF2。在进行系统检修时，通过断开QF1和/或QF2，达到安全检修的目的。
正常情况下，隔直电容器C1始终串联在变压器中性点中，利用电容器通交流隔直流的特点，隔离变压器的直流电流。当变压器故障，电容器上的端电压超过允许的设定值时，晶闸管(T1、T2)由于触发信号而自动导通，通过限流电抗器L2短接电容器C1，从而限制电容器C1的端电压，避免隔直电容器C1过压损坏。通过电流线圈L3能够给快速闭合开关KM1一个触发闭合信号，使KM1闭合；同时，限流电抗器L2回路中的电流通过大容量电流互感器CT1采样，并通过整流器ZLQ整流后，合闸线圈DF得电，直接驱动快速闭合开关KM1的合闸线圈使KM1闭合。电容器C1被开关KM1短路，变压器中性点通过快速闭合开关KM1直接接地，保护限流电抗器回路的晶闸管(T1、T2)和整流桥避免长期过电流损坏。快速开关KM1闭合后，将电容器C1短路，同时，常闭触点DF自动断开，合闸线圈失电，快速开关KM1又回到断开的状态。上述两个驱动KM1闭合的信号冗余设置，只要有一个信号就能触发KM1闭合。KM1的合闸不受外部电源的影响，其合闸能量来自采集到的电流。
本装置在隔直电容器C1两端发生过电压时，装置仍然能够自动退出电容器C1，起到保护电子器件及整流桥以及防止变压器中性点过电压的作用。
上述实施方式中，电流互感器CT1和电流线圈L3冗余设置，控制常开开关KM1的闭合，作为其他的实施方式，如图4所示，只设置一个电流互感器CT也可以实现常开开关的控制。
以上给出了具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1.一种变压器中性点直流隔直装置，包括：隔直电容器、常开开关、整流桥，隔直电容器连接在变压器的中性点与地之间，常开开关与隔直电容器并联，整流桥的输入端连接隔直电容器的两端，整流桥的输出端串接有触发模块和限流电抗器，其特征在于，所述隔直装置还包括一个用于触发所述常开开关闭合的电流互感器，所述电流互感器连接在所述隔直电容器与整流桥的输入端之间的线路上。
2.根据权利要求1所述的变压器中性点直流隔直装置，其特征在于，所述隔直装置还包括一个用于为所述常开开关提供触发闭合信号的冗余线圈，所述冗余线圈连接在整流桥的输出端。
3.根据权利要求2所述的变压器中性点直流隔直装置，其特征在于，所述电流互感器包括用于连接一个整流器的输入端的二次线圈，所述整流器的输出端串接所述常开开关的控制线圈和所述控制线圈的一个常闭辅助触点。
4.根据权利要求3所述的变压器中性点直流隔直装置，其特征在于，所述触发模块包括同向并联设置的两个晶闸管和用于触发晶闸管导通的触发控制器，所述晶闸管与所述限流电抗器串联，所述触发控制器包括BOD和用于根据隔直电容器的端电压判断晶闸管导通的光纤触发模块，所述BOD的一端连接整流桥的输出端，另一端连接晶闸管的门极。
5.根据权利要求4所述的变压器中性点直流隔直装置，其特征在于，所述隔直装置还包括一个用于投切所述隔直装置的隔离开关，所述隔直电容器的一端通过所述隔离开关连接变压器的中性点，另一端接地。
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