一种变压器直流偏磁监测与隔离接地装置的制作方法

1.本实用新型涉及变压器领域，尤其涉及一种变压器直流偏磁检测与隔离接地装置。


背景技术：

2.近年来，超高压直流输电以其高效、经济性的特点在我国长距离输电中得到应用，我国超高压直流输电技术已达到了国际领先水平。随着越来越多的直流输电线路投入运行，我国电网呈现交、直流系统共存的新局面。直流输电单极大地回路以及双极不平衡运行方式下，造成变压器直流偏磁额的现象日益严重。直流偏磁现象造成变压器噪声增大、振动加剧、系统谐波、损耗增加等，严重时能造成变压器损坏。
3.目前解决直流偏磁问题工程上有串联电阻法、反向电流注入法、串联电容法等方法，其中，串联电阻法需要对相关保护和自动化装置的整定重新做校核计算，而反向电流注入法效果微弱使用范围狭窄，相比之下，串联电容法则以其原理简单、效果显著、安装后不需要修改保护及安全自动装置定值等特点得到了业内技术的认可。


技术实现要素：

4.基于此，本实用新型的目的是为了解决现有技术中变压器直流偏磁额的现象日益严重，以致变压器噪声增大、振动加剧、系统谐波、损耗增加、变压器损坏的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提出一种变压器直流偏磁检测与隔离接地装置，所述变压器直流偏磁检测与隔离接地装置包括：直流偏磁抑制检测电路和隔离接地控制电路；
6.所述直流偏磁抑制检测电路包括隔直电容器c、限压保护器fr、交流直流互感器ta1和交直流电流变送器ta2，所述隔直电容器c与限压保护器fr并联构成隔直限压并联电路，所述隔直限压并联电路两端分别连接变压器电压输出端和接地端，并通过设置于隔直限压并联电路与接地端之间的交流直流互感器ta1和交直流电流变送器ta2分别采集第一标志电流值和第二标志电流值；
7.所述隔离接地控制电路包括电流监控装置kz2、旁路开关控制器kz1和高速旁路开关k，所述高速旁路开关k并联于隔直限压并联电路，所述电流监控装置kz2连接并接收交直流电流变送器ta2采集的第一标志电流值，并向连接的旁路开关控制器kz1发送旁路开关控制指令，进而根据旁路开关控制器接收交流电流互感器ta1采集的第二标志电流值，由旁路开关控制器驱动高速旁路开关k的开闭，保护直流偏磁抑制检测电路。
8.所述变压器直流偏磁检测与隔离接地装置还包括电动隔离闸刀组件，所述电动隔离闸刀组件包括第一电动隔离闸刀zd1和第二电动隔离闸刀开关zd2，所述第一电动隔离闸刀zd1并联于隔直限压并联电路两端，所述第二电动隔离闸刀zd2设置于变压器电压输出端和隔直限压并联电路之间，通过第一电动隔离闸刀zd1和第二电动隔离闸刀zd2的配合实现变压器直流偏磁检测与隔离接地装置的接入状态控制。
9.所述第一电动隔离闸刀zd1和第二电动隔离闸刀zd2采用闭锁连接，两者开闭状态保持不同。
10.所述限压保护器fr为氧化锌组件。
11.所述电流监控装置的第一输入端和第二输入端分别连接隔直限压并联电路两端，采集隔直电容器c两端电压值，并根据隔直电容器c电压值和第三输入端接收的第一标志电流值生成驱动高速旁路开关k的控制指令发送给旁路开关控制器。
12.所述旁路开关控制器的第一输入端接收电流监控装置传输的控制指令，并根据第二输入端接收的第二标志电流值，驱动控制高速旁路开关的开闭状态。
13.所述隔离接地控制电路还包括隔离变压器，连接并为旁路开关控制器和电流监控装置提供运行电能。
14.所述隔离接地控制电路还包括通信终端，所述通信终端连接电流监控装置，将电流监控装置采集的第一标志电流值、第二标志电流值，以及生成的控制指令进行通信传输。
15.所述变压器直流偏磁检测与隔离接地装置内部采用rs485通信。
16.所述变压器直流偏磁检测与隔离接地装置与变电站后台采用光纤通信。
17.本技术的有益效果：运用了高速旁路开关k和大规模氧化锌均能配组技术，降低了隔直电容器的电压等级，提高了装置的可靠性和抗短路冲击能力，最大抗短路冲击电流可达200ka，可用在高压、超高压乃至特高压大型或巨型变压器的中性点接地回路中。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图的结构获得其他的附图。
19.图1为隔直装置原理图；
20.图2为隔直装置面部布置图；
21.图中：1
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装置电源指示灯，2
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旁路开关电源指示灯，3
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检修刀闸，4
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投入刀闸，5
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旁路开关刀闸，6
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远方就地转换开关，7
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klmz隔直装置专用控制器，8
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手动模式开关，9
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自动模式开关，10
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内部通信，11
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外部通信；
22.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
23.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
24.需要说明的是，文中提到的隔直装置即变压器直流偏磁监测与隔离接地装置，高速智能旁路开关k即快速开关k。
25.如图1所示，在本实施例中，一种变压器直流偏磁检测与隔离接地装置包括：直流偏磁抑制检测电路和隔离接地控制电路；
26.所述直流偏磁抑制检测电路包括隔直电容器c、限压保护器fr、交流直流互感器ta1和交直流电流变送器ta2，所述隔直电容器c与限压保护器fr并联构成隔直限压并联电路，所述隔直限压并联电路两端分别连接变压器电压输出端和接地端，并通过设置于隔直
限压并联电路与接地端之间的交流直流互感器ta1和交直流电流变送器ta2分别采集第一标志电流值和第二标志电流值；
27.所述隔离接地控制电路包括电流监控装置kz2、旁路开关控制器kz1和高速旁路开关k，所述高速旁路开关k并联于隔直限压并联电路，所述电流监控装置kz2连接并接收交直流电流变送器ta2采集的第一标志电流值，并向连接的旁路开关控制器kz1发送旁路开关控制指令，进而根据旁路开关控制器接收交流电流互感器ta1采集的第二标志电流值，由旁路开关控制器驱动高速旁路开关k的开闭，保护直流偏磁抑制检测电路。
28.如图2所示，所述变压器直流偏磁检测与隔离接地装置还包括隔直装置控制面板，所述隔直装置控制面板安装有klmz隔直装置专用控制器7、电源指示灯以及3只分合闸转换开关、1只远方就地转换开关6，并配置有液晶显示屏，用于显示和设置功能。
29.所述变压器直流偏磁检测与隔离接地装置还包括电动隔离闸刀组件，所述电动隔离闸刀组件包括第一电动隔离闸刀zd1和第二电动隔离闸刀开关zd2，所述第一电动隔离闸刀zd1并联于隔直限压并联电路两端，所述第二电动隔离闸刀zd2设置于变压器电压输出端和隔直限压并联电路之间，通过第一电动隔离闸刀zd1和第二电动隔离闸刀zd2的配合实现变压器直流偏磁检测与隔离接地装置的接入状态控制。
30.所述第一电动隔离闸刀zd1和第二电动隔离闸刀zd2采用闭锁连接，两者开闭状态保持不同；
31.具体的，当zd1合闸时，隔直装置处于退出/检修状态；
32.当zd2合闸时，隔直装置处于投入/运行状态。
33.所述限压保护器fr为氧化锌组件。
34.所述电流监控装置的第一输入端和第二输入端分别连接隔直限压并联电路两端，采集隔直电容器c两端电压值，并根据隔直电容器c电压值和第三输入端接收的第一标志电流值生成驱动高速旁路开关k的控制指令发送给旁路开关控制器。
35.所述旁路开关控制器的第一输入端接收电流监控装置传输的控制指令，并根据第二输入端接收的第二标志电流值，驱动控制高速旁路开关的开闭状态。
36.所述隔离接地控制电路还包括隔离变压器，连接并为旁路开关控制器和电流监控装置提供运行电能。
37.所述隔离接地控制电路还包括通信终端，所述通信终端连接电流监控装置，将电流监控装置采集的第一标志电流值、第二标志电流值，以及生成的控制指令进行通信传输。
38.所述变压器直流偏磁检测与隔离接地装置内部采用rs485通信。
39.所述变压器直流偏磁检测与隔离接地装置与变电站后台采用光纤通信。控制器与旁路开关控制器通信以及隔直控制器与氧化锡/电容器监测单元之间的通信。
40.需要补充的是，所述变压器直流偏磁检测与隔离接地装置包括两种运行模式，手动模式和自动模式：
41.手动模式：
42.手动操作快速开关分闸，选择隔直电容器c投入（电容接地模式）；快速开关k合闸，选择隔直电容器c退出（直接接地模式）；
43.自动模式：
44.快速开关的分/合闸（隔直电容器c投入/退出）由控制器自动投退，正常运行时，快
速开关合闸；
45.当隔直装置检测变压器中性点中没有大地直流（或直流小于设定值）时，旁路开关k为合闸工作状态，变压器中性点通过旁路开关k直接接地；
46.当隔直装置检测到有直流（或大于设定值）流经变压器中性点时，旁路开关k自动分闸，将隔直电容c串联到接地回路中，起隔离直流分量的功能，此时装置为隔直工况；
47.当直流消失后，即隔直电容c上的电压降低到设定值以下，旁路开关k合闸，将隔直电容短路，退出隔直功能。
48.需要理解的是，在手动模式下，隔直电容器c投入时，系统发生单相接地不对称故障，快速开关自动合闸，以保护隔直装置安全运行，并确保系统保护正确动作。
49.在隔直工况下，当系统发生单相接地不对称短路时，冲击电流流经隔直电容c，使得隔直电容上的电压迅速上升，触发氧化锌fr导通，并限制电容两端的电压，当短路电流变化到第一个过零点时刻，高速智能旁路开关相控合闸，将短路电流分流到开关里，起到保护氧化锌的作用。
50.需要说明的是，当装置在自动工作模式下，由控制器通过快速开关的分合闸条件（动作定值）来控制器分合；动作定值的设置在控制器上实现；在控制器开机菜单上按3键，进入设置菜单；再按1/ 、2/
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键分别进入旁路开关的分合动作条件设置界面；当直流电流持续t秒大于i安时，旁路开关分闸，隔直电容器投入；当直流电压持续x秒小于y伏时，旁路开关合闸，隔直电容器退出；各参数均可独立可调，注意：装置刚开始试运行时，建议参数设置为较大值，一段时间后再根据试运行经验调整参数。
51.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。