[实用新型]用于抑制直流偏磁现象的变压器中性点专用接地网

说明书

技术领域

本实用新型属于电力的发电、变电或配电领域，尤其涉及一种用于抑制变压器中性点直流偏磁现象的紧急保护电路装置。

背景技术

随着我国经济社会的发展，高压直流(HVDC)输电系统在我国正得到越来越广泛的应用。为了实现远距离、大容量送电，将有更多超高压乃至特高压直流工程建成并投入运行。

当直流输电系统采用单极大地回路方式运行时，巨大的直流电流与大地构成回路。部分直流电流流经中性点接地的电力变压器等设备，在交流系统中形成回路，由于直流偏磁效应，造成变压器铁芯高度饱和，交流电压波形严重畸变，并产生大量谐波，导致变压器损耗增多、发热增加、噪声增大、振动增强等现象；电力变压器处于非正常运行状态中，最终导致了对设备本身以及所在电力系统的干扰。

为了限制直流输电单极运行时变压器的直流偏磁效应，除了使直流接地电极远离中性点接地的电气设备外(10千米以上)，还需要采取抑制中性点流入直流电流的措施。目前大致有三类方案：

(1)在变压器中性点产生反方向的直流电流，以抵消或削弱流入变压器中性点的地中直流；

(2)在变压器中性点串入电容器，利用电容器“隔直”的特性使得直流无法流入；

(3)在变压器中性点串入小阻值电阻，将中性点流入的直流限制在工程上可以接受的程度。

方案一的设计一般是在变压器中性点装设一个直流源，根据监测到的直流电流的大小和方向，动态地调整其设置，实时提供一个大小相等、方向相反的直流电流。公开号为CN1592062A的中国发明专利申请“抑制变压器直流磁偏的方法及控制器”中所公开的技术方案的思路即是采用此类方案的方法。这种方法对于网络结构清楚，并且流入中性点的直流电流大小和方向都能准确测量时，是有效果的；但该方法受系统结构影响较大，如果系统结构发生变化，该方法的有效性就不能够得到保证。同时该方法的造价较高，工程量较大，运行和维护费用也需要长期投资，进一步限制了该方法的使用。

方法二在理论上是可行的，利用电容器“隔直通交”的作用，可以消除流过变压器中性点的直流电流，同时又不妨碍交流电流的通过。公告号为CN200976492Y的中国实用新型专利“接地变压器中性点直流电流抑制装置”即属于该类方案。但在实际操作中会发生一些非正常情况，例如系统发生不对称接地故障，或者变压器遭受雷击时，变压器中性点会流过很大的电流，同时产生暂态过电压。这就对串入的电容器提出了较高的要求，并需要提供放电间隙与之相并联。由于要求较高，该方法在工程实际中鲜为使用。

方法三原理简单，容易实现，公开号为CN1885658A的中国发明专利申请“一种抑制交流变压器直流偏磁电流的装置”即属于该类方案。但实际设计时要注意一些问题：网络结构改变时要重新计算阻值，并更换电阻；系统发生故障时，变压器中性点电位升高，产生过电压，要采取防范措施等。

综上所述，目前的三种方案虽然原理可行，但在实际操作中总会遇到各种各样的问题，存在其实施存在诸多限制，不能完全适应实际需要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于抑制直流偏磁现象的变压器中性点专用接地网，其综合了上述三种方案的优点，可以有效地削弱流经变压器中性点的直流电流，将其降低到设备正常运行所允许的范围以内，完全或几乎与系统结构无关，不受电网结构变化带来的影响，正常运行时与主接地网相互独立，故障时两接地网合二为一，保证了安全，且设计简单、造价低、工程量少、无需运行维护费用等二次投资。

本实用新型的技术方案是：提供一种用于抑制直流偏磁现象的变压器中性点专用接地网，包括变电站主接地网和变压器的中性点，其特征是：在变电站主接地网之外再设置一由多组垂直接地极构成的变压器中性点专用接地网；变压器中性点专用接地网与变压器中性点之间电连接；在变压器中性点专用接地网与变电站主接地网之间，设置一隔离装置。

其专用接地网设置于主接地网附近，与主接地网水平分布排列；所述的主接地网与专用接地网的间距大于6米。

或者，其专用接地网设置于主接地网以下，与主接地网垂直分布排列；所述的主接地网与专用接地网的间距大于3米。

其垂直接地极为圆柱形铜导体。

其隔离装置为避雷器，隔离装置安装在地面以上位置。

与现有技术比较，本实用新型的优点是：