專利名稱：一種用于變壓器中性點(diǎn)隔直流設(shè)備的電流合閘裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是一種用于用變壓器中性點(diǎn)隔直流設(shè)備的電流合閘裝置。

背景技術(shù)：
供電系統(tǒng)中110kV、220kV、500kV變電站的主變壓器普遍采用中性點(diǎn)直接接地方式。近年來不斷建設(shè)高壓直流輸電線路，用于解決大容量長(zhǎng)距離線路輸電問題和大區(qū)電網(wǎng)間的線路互聯(lián)問題，取得良好效果。高壓直流輸電的運(yùn)行，造成在其落地極附近的110kV、220kV、500kV變電站的主變壓器中性點(diǎn)有直流電流流過。直流電流在變壓器流過引起直流偏磁，導(dǎo)致諧波增加、噪聲增大、過熱以及可能引起的保護(hù)誤動(dòng)等問題。解決這個(gè)問題，主要有兩種辦法變壓器中性點(diǎn)直流電流抑制和變壓器中性點(diǎn)直流電流反向注入。變壓器中性點(diǎn)直流電流抑制是采用電容器來隔離變壓器中性點(diǎn)與接地極，使得接地極的直流電流不會(huì)流過變壓器。變壓中性點(diǎn)直流電流反向注入是在變壓器中性點(diǎn)和遠(yuǎn)端接地極之間施加反向電流以抵消變壓器中性點(diǎn)電流。其中第一種方法以其原理簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、安裝后不需要修改保護(hù)及安全自動(dòng)裝置定值等特點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。
如

圖1所示，變壓器中性點(diǎn)直流電流抑制裝置把變壓器中性點(diǎn)直接接地改為變壓器中性點(diǎn)通過電容器C接地，這樣可以抑制變壓器中性點(diǎn)直流電流，但也改變了電網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在電網(wǎng)出現(xiàn)異常情況時(shí)(如單相接地故障、電容器電壓太大等)要在極短時(shí)間內(nèi)把電容器C兩端短接。在變壓器中性點(diǎn)直流電流抑制裝置中普遍采用一對(duì)反并聯(lián)晶閘管SCR來完成極短時(shí)間內(nèi)電容器C兩端的短接。由于晶閘管SCR存在壓降，不能耐受大電流的長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)通，因此需要機(jī)械開關(guān)K3旁路，在大電流流過晶閘管SCR的情況下，機(jī)械開關(guān)K3的閉合速度關(guān)系的晶閘管SCR的安全問題(會(huì)否燒毀)。先前的做法是采用控制器輸出觸發(fā)信號(hào)，通過繼電器來給機(jī)械開關(guān)K3的合閘線圈上電，從而閉合機(jī)械開關(guān)K3。這種做法反映速度依賴于控制器的反應(yīng)速度，控制容易受到干擾，在二次電源出現(xiàn)故障時(shí)不能合閘機(jī)械開關(guān)等弊端。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種不需要二次供電、可靠性高、反應(yīng)速度快的用于變壓器中性點(diǎn)隔直設(shè)備的電流合閘裝置。
本實(shí)用新型為解決其問題所采用的技術(shù)方案是 一種用于變壓器中性點(diǎn)隔直流設(shè)備的電流合閘裝置，該裝置包括電流電壓轉(zhuǎn)換器、整流模塊、過電壓觸發(fā)開關(guān)、晶閘管以及機(jī)械開關(guān)合閘線圈，所述電流電壓轉(zhuǎn)換器基于接地電容器和機(jī)械開關(guān)的接地回路中的電流狀態(tài)輸出電壓，電流電壓轉(zhuǎn)換器的輸出端與整流模塊的輸入端連接，所述機(jī)械開關(guān)合閘線圈通過晶閘管接于整流模塊正電壓輸出端和負(fù)電壓輸出端之間，所述過電壓觸發(fā)開關(guān)檢測(cè)整流模塊輸出直流電壓大小，當(dāng)整流模塊輸出的直流電壓大小超過一定值時(shí)電壓觸發(fā)開關(guān)控制晶閘管開通。
本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型不需要二次電源來驅(qū)動(dòng)機(jī)械開關(guān)合閘線圈工作，當(dāng)整流模塊輸出的直流電壓大小超過一定值時(shí)表明接地回路中的電流過大，電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常，過電壓觸發(fā)開關(guān)控制晶閘管開通，使得機(jī)械開關(guān)合閘線圈通電，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)械開關(guān)進(jìn)行合閘動(dòng)作，整個(gè)過程不需要由控制器發(fā)出信號(hào)控制，全部通過硬件實(shí)現(xiàn)，響應(yīng)時(shí)間短，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性大大提高。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明 圖1為變壓器中性點(diǎn)隔直設(shè)備的電路圖； 圖2為本實(shí)用新型應(yīng)用于變壓器中性點(diǎn)隔直設(shè)備的原理圖； 圖3為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施例的電路原理圖； 圖4為本實(shí)用新型的電流電壓轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D2，本實(shí)用新型的一種用于變壓器中性點(diǎn)隔直流設(shè)備的電流合閘裝置，用于控制隔直流設(shè)備中與接地電容器并聯(lián)的機(jī)械開關(guān)的合閘動(dòng)作，該裝置包括電流電壓轉(zhuǎn)換器1、整流模塊2、過電壓觸發(fā)開關(guān)3、晶閘管4以及機(jī)械開關(guān)合閘線圈5，電流電壓轉(zhuǎn)換器1基于接地電容器和機(jī)械開關(guān)的接地回路中的電流狀態(tài)輸出電壓，電流電壓轉(zhuǎn)換器1的輸出端與整流模塊2的輸入端連接，機(jī)械開關(guān)合閘線圈5通過晶閘管4接于整流模塊2正電壓輸出端和負(fù)電壓輸出端之間，過電壓觸發(fā)開關(guān)3檢測(cè)整流模塊2輸出直流電壓大小，當(dāng)整流模塊2輸出的直流電壓大小超過一定值時(shí)過電壓觸發(fā)開關(guān)3控制晶閘管4開通，當(dāng)晶閘管4導(dǎo)通時(shí)，機(jī)械開關(guān)合閘線圈5通電，驅(qū)動(dòng)機(jī)械開關(guān)K3合閘。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，機(jī)械開關(guān)合閘線圈5和機(jī)械開關(guān)K3一般為配套的部件。
參照?qǐng)D3，為本實(shí)用新型一種優(yōu)選實(shí)施例的電路原理圖，過電壓觸發(fā)開關(guān)3包括二極管D5和瞬變二極管D6，二極管D5的陽(yáng)極與整流模塊2正電壓輸出端連接，二極管D5的陰極與瞬變二極管D6的陰極相連，瞬變二極管D6的陽(yáng)極與晶閘管4的門極相連。當(dāng)整流模塊2輸出的直流電壓的值比較小時(shí)，瞬變二極管D6會(huì)阻斷晶閘管4的門極供電通路，使得晶閘管4關(guān)斷。在電網(wǎng)出現(xiàn)異常(如單相接地故障、電容器電壓太大時(shí))，整流模塊2輸出的直流電壓會(huì)超過瞬變二極管D6的鉗制電壓，晶閘管4在門極電流驅(qū)動(dòng)下導(dǎo)通，此時(shí)機(jī)械開關(guān)合閘線圈5通電，在應(yīng)用時(shí)，直流電壓一般通過機(jī)械開關(guān)的常閉觸點(diǎn)K’施加給機(jī)械開關(guān)合閘線圈。
由于電流電壓轉(zhuǎn)換器1檢測(cè)的為接地回路中的電流情況，電流電壓轉(zhuǎn)換器1需要采用特殊設(shè)計(jì)的互感器，其在使用時(shí)套在接地回路上，感應(yīng)回路的電流情況并輸出電壓。考慮到接地回路在異常情況下電流范圍很大，可達(dá)十幾千安培，而保護(hù)動(dòng)作電流只有數(shù)百安培，因此電流電壓轉(zhuǎn)換器1需要具有電壓限制能力。為了達(dá)到這一效果，本實(shí)用新型的電流電壓轉(zhuǎn)換器1包括一采用磁飽和設(shè)計(jì)的鐵芯，在主回路電流過大時(shí)可以限制住輸出電壓。當(dāng)接地回路電流大到一定程度后，電流再升高輸出電壓的峰值升高緩慢、穩(wěn)定在一個(gè)值以下。該電流電壓轉(zhuǎn)換器1結(jié)構(gòu)如圖4所示，主要有口字形鐵芯、線圈以及夾件組成，線圈的外徑為70mm，匝數(shù)為20～40匝(根據(jù)機(jī)械開關(guān)合閘線圈所需的最小直流電壓確定)。
當(dāng)然，本發(fā)明創(chuàng)造并不局限于上述實(shí)施方式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實(shí)用新型精神的前提下還可作出種種的等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于變壓器中性點(diǎn)隔直流設(shè)備的電流合閘裝置，其特征在于該裝置包括電流電壓轉(zhuǎn)換器(1)、整流模塊(2)、過電壓觸發(fā)開關(guān)(3)、晶閘管(4)以及機(jī)械開關(guān)合閘線圈(5)，所述電流電壓轉(zhuǎn)換器(1)基于接地電容器和機(jī)械開關(guān)的接地回路中的電流狀態(tài)輸出電壓，電流電壓轉(zhuǎn)換器(1)的輸出端與整流模塊(2)的輸入端連接，所述機(jī)械開關(guān)合閘線圈(5)通過晶閘管(4)接于整流模塊(2)正電壓輸出端和負(fù)電壓輸出端之間，所述過電壓觸發(fā)開關(guān)(3)檢測(cè)整流模塊(2)輸出直流電壓大小，當(dāng)整流模塊(2)輸出的直流電壓大小超過一定值時(shí)過電壓觸發(fā)開關(guān)(3)控制晶閘管(4)開通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于變壓器中性點(diǎn)隔直流設(shè)備的電流合閘裝置，其特征在于所述過電壓觸發(fā)開關(guān)(3)包括二極管(D5)和瞬變二極管(D6)，所述二極管(D5)的陽(yáng)極與整流模塊(2)正電壓輸出端連接，二極管(D5)的陰極與瞬變二極管(D6)的陰極相連，瞬變二極管(D6)的陽(yáng)極與晶閘管(4)的門極相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于變壓器中性點(diǎn)隔直流設(shè)備的電流合閘裝置，其特征在于所述電流電壓轉(zhuǎn)換器(1)包括一采用磁飽和設(shè)計(jì)的鐵芯。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于變壓器中性點(diǎn)隔直流設(shè)備的電流合閘裝置，該裝置包括電流電壓轉(zhuǎn)換器、整流模塊、過電壓觸發(fā)開關(guān)、晶閘管以及機(jī)械開關(guān)合閘線圈。本實(shí)用新型不需要二次電源來驅(qū)動(dòng)機(jī)械開關(guān)合閘線圈工作，當(dāng)整流模塊輸出的直流電壓大小超過一定值時(shí)表明接地回路中的電流過大，電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常，過電壓觸發(fā)開關(guān)控制晶閘管開通，使得機(jī)械開關(guān)合閘線圈通電，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)械開關(guān)進(jìn)行合閘動(dòng)作，整個(gè)過程不需要由控制器發(fā)出信號(hào)控制，全部通過硬件實(shí)現(xiàn)，響應(yīng)時(shí)間短，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性大大提高。
文檔編號(hào)H02H7/04GK201584755SQ20092026341
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月26日
發(fā)明者黃克峰, 關(guān)勝利 申請(qǐng)人:廣州市高瀾水技術(shù)有限公司