一種電力變壓器直流偏磁的在線監(jiān)測(cè)與隔離裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電力變壓器直流偏磁的在線監(jiān)測(cè)與隔離裝置，包括隔離裝置、偏磁在線監(jiān)測(cè)裝置；所述隔離裝置包括隔直電容器C、與隔直電容器C并聯(lián)的限壓保護(hù)器FR、交流電流互感器Ta、交直流電流變送器Tb以及旁路開關(guān)K；所述偏磁在線監(jiān)測(cè)裝置包括旁路開關(guān)控制器Kz1、數(shù)字監(jiān)控裝置Kz2、與數(shù)字監(jiān)控裝置Kz2輸出端連接的通信終端WL以及分別與旁路開關(guān)控制器Kz1、數(shù)字監(jiān)控裝置Kz2連接的隔離變壓器GT。本實(shí)用新型降低了隔直電容器C的電壓等級(jí)，提高了裝置的可靠性和抗短路沖擊能力，最大抗短路沖擊電流可達(dá)125kA，可用在高壓、超高壓乃至特高壓大型或巨型變壓器的中性點(diǎn)接地回路中；有效地降低了變壓器的噪音，抑制其溫度的升高。
【專利說明】—種電力變壓器直流偏磁的在線監(jiān)測(cè)與隔離裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及高壓直流輸電技術(shù)中的一次設(shè)備監(jiān)測(cè)保護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電力變壓器直流偏磁的在線監(jiān)測(cè)與隔離裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，超高壓直流輸電以其高效、經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)在我國(guó)長(zhǎng)距離輸電中得到應(yīng)用，我國(guó)超高壓直流輸電技術(shù)已達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。隨著越來越多的直流輸電線路投入運(yùn)行，我國(guó)電網(wǎng)呈現(xiàn)交、直流系統(tǒng)共存的新局面。直流輸電系統(tǒng)不可避免會(huì)在單極大地方式下運(yùn)行，高壓直流輸電單極大地回路方式運(yùn)行時(shí)，接地極入地電流會(huì)在極址周邊產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)大的電流場(chǎng)，由于大地土壤電阻率的變化，接地極周邊不同位置的中性點(diǎn)直接接地變壓器處于不同地電位，接地極的部分入地電流將從地電位較高的變壓器中性點(diǎn)流入變壓器三相繞組，再經(jīng)交流線路，然后通過地電位較低的變壓器三相繞組，由中性點(diǎn)入地，從而形成直流回路，即交流系統(tǒng)為入地電流提供了一個(gè)比大地更容易流通的通道。一般電力變壓器能承受的直流電流很小(最大為幾十安培)，當(dāng)有大于電力變壓器承受能力的直流電流流入變壓器時(shí)會(huì)引起變壓器鐵芯的飽和，變壓器會(huì)發(fā)生偏磁，使其勵(lì)磁電流和諧波將急劇增加，鐵心飽和、溫升、噪聲和振動(dòng)增大并產(chǎn)生高次諧波，危害變壓器和電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0003]為了避免直流極附近的電力變壓器發(fā)生直流偏磁，保證變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要對(duì)流入變壓器中性點(diǎn)直流電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而準(zhǔn)確的判斷變壓器直流偏磁水平，及時(shí)給出變壓器直流偏磁告警，提醒相關(guān)運(yùn)行人員采取措施抑制偏磁直流。同時(shí)，對(duì)變壓器偏磁直流進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，也為后期的直流偏磁治理奠定了基礎(chǔ)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種電力變壓器直流偏磁的在線監(jiān)測(cè)與隔離裝置，該裝置采用高精度直流電流采樣技術(shù)、高速智能真空斷路器和大規(guī)模氧化鋅均能配組技術(shù)，降低了隔直電容器的電壓等級(jí)，提高了裝置的可靠性和抗短路沖擊能力，最大抗短路沖擊電流可達(dá)200kA，可用在高壓、超高壓乃至特高壓大型或巨型變壓器的中性點(diǎn)接地回路中。
[0005]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種電力變壓器直流偏磁的在線監(jiān)測(cè)與隔離裝置，包括變壓器、隔離裝置、偏磁在線監(jiān)測(cè)裝置；所述變壓器的輸出端接入隔離裝置的輸入端；所述隔離裝置包括隔直電容器C、與隔直電容器C并聯(lián)的限壓保護(hù)器FR、交流電流互感器Ta、交直流電流變送器Tb以及旁路開關(guān)K，所述旁路開關(guān)K與限壓保護(hù)器FR并聯(lián)，所述交流電流互感器Ta與交直流電流變送器Tb串聯(lián)連接并接地；所述偏磁在線監(jiān)測(cè)裝置包括旁路開關(guān)控制器Kzl、數(shù)字監(jiān)控裝置Kz2、與數(shù)字監(jiān)控裝置Κζ2輸出端連接的通信終端WL以及分別與旁路開關(guān)控制器Kzl、數(shù)字監(jiān)控裝置Κζ2連接的隔離變壓器GT。[0007]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述數(shù)字監(jiān)控裝置Kz2的輸入端連接三路信號(hào)，第一路信號(hào)直接連接在變壓器的輸出端，第二路信號(hào)是經(jīng)過隔直電容器C輸出的0-700V的電壓信號(hào)，第三路信號(hào)為流經(jīng)交直流電流變送器Tb的交直流電流信號(hào)；所述數(shù)字監(jiān)控裝置Κζ2的輸出端將操作命令傳遞給旁路開關(guān)控制器Kz I，旁路開關(guān)控制器Kz I同時(shí)接收來自交流電流互感器Ta的電流信號(hào)共同作用于旁路開關(guān)K。
[0008]其工作原理為:當(dāng)偏磁在線監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)變壓器中性點(diǎn)中沒有大地直流(或直流小于設(shè)定值)時(shí)，旁路開關(guān)K為常閉工作狀態(tài)，變壓器中性點(diǎn)通過旁路開關(guān)K接地；當(dāng)偏磁在線監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)到有直流(或大于設(shè)定值)流經(jīng)變壓器中性點(diǎn)時(shí)，旁路開關(guān)K打開，將隔直電容C串聯(lián)到接地回路中，起抑制直流的功能；當(dāng)直流消失后，即隔直電容器C上的電壓降低到設(shè)定值以下，旁路開關(guān)K合閘，將隔直電容器短路，退出隔直功能；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地不對(duì)稱短路時(shí)，沖擊電流流經(jīng)隔直電容器C，使得隔直電容器C上的電壓迅速上升，觸發(fā)限壓保護(hù)器FR導(dǎo)通，并限制隔直電容器C兩端的電壓，起到保護(hù)隔直電容器C的作用；當(dāng)短路電流變化到第一個(gè)過零點(diǎn)時(shí)刻，旁路開關(guān)控制器Kzl合閘，將短路電流分流到開關(guān)里。
[0009]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型降低了隔直電容器C的電壓等級(jí)，提高了裝置的可靠性和抗短路沖擊能力，最大抗短路沖擊電流可達(dá)125kA，可用在高壓、超高壓乃至特高壓大型或巨型變壓器的中性點(diǎn)接地回路中；有效地降低了變壓器的噪音，抑制其溫度的升高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0012]請(qǐng)參閱圖1，圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]所述一種電力變壓器直流偏磁的在線監(jiān)測(cè)與隔離裝置，包括變壓器、隔離裝置、偏磁在線監(jiān)測(cè)裝置；所述變壓器的輸出端接入隔離裝置的輸入端；所述隔離裝置包括隔直電容器C、與隔直電容器C并聯(lián)的限壓保護(hù)器FR、交流電流互感器Ta、交直流電流變送器Tb以及旁路開關(guān)K，所述旁路開關(guān)K與限壓保護(hù)器FR并聯(lián)，所述交流電流互感器Ta與交直流電流變送器Tb串聯(lián)連接并接地；所述偏磁在線監(jiān)測(cè)裝置包括旁路開關(guān)控制器Kzl、數(shù)字監(jiān)控裝置Kz2、與數(shù)字監(jiān)控裝置Κζ2輸出端連接的通信終端WL以及分別與旁路開關(guān)控制器Kzl、數(shù)字監(jiān)控裝置Κζ2連接的隔離變壓器GT。所述數(shù)字監(jiān)控裝置Κζ2的輸入端連接三路信號(hào)，第一路信號(hào)直接連接在變壓器的輸出端，第二路信號(hào)是經(jīng)過隔直電容器C輸出的0-700V的電壓信號(hào)，第三路信號(hào)為流經(jīng)交直流電流變送器Tb的交直流電流信號(hào)；所述數(shù)字監(jiān)控裝置Κζ2的輸出端將操作命令傳遞給旁路開關(guān)控制器Kzl，旁路開關(guān)控制器Kzl同時(shí)接收來自交流電流互感器Ta的電流信號(hào)共同作用于旁路開關(guān)K。
[0014]變壓器中性點(diǎn)偏磁在線監(jiān)測(cè)裝置由高速、高精度采樣器件，大規(guī)模運(yùn)算處理芯片，以及高靈敏度電流、電壓傳感器件構(gòu)成，算法精確，邏輯嚴(yán)密，處理實(shí)時(shí)，判據(jù)參數(shù)可調(diào)，方便現(xiàn)場(chǎng)整定。變壓器中性點(diǎn)偏磁在線監(jiān)測(cè)裝置具有中文液晶顯示屏，方便就地查看運(yùn)行參數(shù)，并配備通信模塊，可將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離上傳至后臺(tái)管理PC，后臺(tái)也可遠(yuǎn)程操控本監(jiān)測(cè)裝置。本監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，技術(shù)先進(jìn)，具有485通訊口，上位機(jī)可以通過此通訊口對(duì)控制器進(jìn)行訪問，控制器給出應(yīng)答信號(hào)，從而獲得此刻裝置的運(yùn)行狀態(tài)。上位機(jī)也可以通過此通訊口對(duì)裝置發(fā)出控制指令；偏磁在線監(jiān)測(cè)裝置配有通信接口，可接無線或光纖模塊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，提供與直流偏磁隔離裝置的控制接口。
[0015]本實(shí)用新型的隔離裝置的電氣參數(shù)如下:
[0016]系統(tǒng)頻率:50±2Hz
[0017]使用電壓等級(jí):IIOkV及以上
[0018]接地電抗:
[0019]內(nèi)置高速旁路開關(guān)分?jǐn)酄顟B(tài)下工頻電抗:0.1~1.0Ω ;
[0020]內(nèi)置高速旁路開關(guān)合閘狀態(tài)下工頻電抗:< 0.02 Ω ;
[0021 ] 短路沖擊電流:(200KA ；
[0022]短路電流:S80KA;
[0023]裝置隔直工況下持續(xù)工作電壓:< 160V
[0024]裝置二次與一次或地之間絕緣水平:2KV.Imin
[0025]隔離變隔離水平:``42KV.Imin
[0026]本實(shí)用新型的隔離裝置的使用環(huán)境如下:
[0027]海拔高度:≤3000m
[0028]環(huán)境溫度:-40°C~60°C
[0029]最大日溫差:<25 °C
[0030]相對(duì)濕度<85% (25 0C )
[0031]使用地點(diǎn):戶外
[0032]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電力變壓器直流偏磁的在線監(jiān)測(cè)與隔離裝置，其特征在于，包括變壓器、隔離裝置、偏磁在線監(jiān)測(cè)裝置；所述變壓器的輸出端接入隔離裝置的輸入端；所述隔離裝置包括隔直電容器C、與隔直電容器C并聯(lián)的限壓保護(hù)器FR、交流電流互感器Ta、交直流電流變送器Tb以及旁路開關(guān)K，所述旁路開關(guān)K與限壓保護(hù)器FR并聯(lián)，所述交流電流互感器Ta與交直流電流變送器Tb串聯(lián)連接并接地；所述偏磁在線監(jiān)測(cè)裝置包括旁路開關(guān)控制器Kzl、數(shù)字監(jiān)控裝置Kz2、與數(shù)字監(jiān)控裝置Κζ2輸出端連接的通信終端WL以及分別與旁路開關(guān)控制器Kz1、數(shù)字監(jiān)控裝置Κζ2連接的隔離變壓器GT。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力變壓器直流偏磁的在線監(jiān)測(cè)與隔離裝置，其特征在于，所述數(shù)字監(jiān)控裝置Κζ2的輸入端連接三路信號(hào)，第一路信號(hào)直接連接在變壓器的輸出端，第二路信號(hào)是經(jīng)過隔直電容器C輸出的0-700V的電壓信號(hào)，第三路信號(hào)為流經(jīng)交直流電流變送器Tb的交直流電流信號(hào)；所述數(shù)字監(jiān)控裝置Κζ2的輸出端將操作命令傳遞給旁路開關(guān)控制器Kz I，旁路開關(guān)控制器Kz I同時(shí)接收來自交流電流互感器Ta的電流信號(hào)共同作用于旁路開關(guān)K。
【文檔編號(hào)】H02H7/04GK203631282SQ201320838601
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】于永軍, 祁曉笑, 焦春雷, 劉勇, 茅東, 侯志遠(yuǎn), 王亮 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)新疆電力公司電力科學(xué)研究院, 安徽正廣電電力技術(shù)有限公司