[发明专利]直流电流平衡装置

说明书

技术领域

本发明涉及输电技术领域，特别是涉及一种直流电流平衡装置。

背景技术

由于高压直流输电具有大容量、远距离的输电优点，高压直流输电技术得到了广泛应用。但是在直流输电系统实际运行当中，直流系统单极大地或双极不对称运行方式导致直流电流通过接地极流入大地，在附近土壤产生直流电场，形成地中直流。这些电流会通过附近变压器中性接地点流入变压器绕组，引起变压器直流偏磁。直流偏磁现象产生，将会造成变压器噪声增加、铁心过热等一系列危害，对电网安全稳定运行极为不利。

为了避免接地变压器由于中性点流入直流电流导致的直流偏磁问题，传统技术是在变压器中性点加装一台直流发生装置，装置输出的电流经过变压器接地极和补偿接地极形成回路，对变压器中性点直流进行补偿；并且在中性点安装检测和控制装置，根据中性点直流的监测值对直流发生装置的输出进行调节，以达到抑制中性点直流的目的。

然而，因其直流发生装置内运用了电动机械式的调压器，使用可控硅整流装置作为注入电源，由于机械式调节的响应速度较慢，所以在响应速度方面会受到限制，另外，装置的体积较大、较重，功率密度低，冗余和可靠性也较低。

发明内容

基于此，有必要针对变压器中性点直流进行补偿时响应速度慢的问题，提供一种直流电流平衡装置。

一种直流电流平衡装置，包括：控制器、直流电源单元、直流换相器、第一开关、设于变压器中性线上的第一传感器；

所述控制器分别与所述第一传感器、直流换相器、第一开关和直流电源单元连接，所述直流电源单元通过第一开关与交流电源连接，所述直流电源单元与所述直流换相器连接，所述直流换相器与所述变压器中性线连接，所述直流换相器与所述变压器中性线的连接端位于第一传感器和中性线的接地端之间；

所述控制器根据第一传感器检测的电流的大小和方向计算所述电流与预设电流的差值，根据差值控制第一开关的开与关，控制直流电源单元输出电流大小为所述差值的电流，控制直流换相器输出电流的方向。

上述直流电流平衡装置，通过第一传感器采集变压器中性线的电流，控制器根据电流计算差值，根据差值控制第一开关的开与关，并自动调节直流电源单元输出电流，跟踪变压器中性线直流电流差值，维持变压器中性线电流小于预设电流，抑制直流偏磁的同时，提高了响应速度。

附图说明

图1为本发明直流电流平衡装置实施例一的结构示意图；

图2为本发明直流电流平衡装置实施例二的结构示意图。

具体实施方式

以下针对本发明直流电流平衡装置的各实施例进行详细的描述。

实施例一

如图1所示，为本发明直流电流平衡装置实施例一的结构示意图，包括：控制器110、直流电源单元120、直流换相器130、第一开关140、设于变压器中性线上的第一传感器150，即第一传感器贯穿与中性线上。

控制器110分别与第一传感器150、直流换相器130、第一开关140和直流电源单元120连接，直流电源单元120通过第一开关140与交流电源连接，直流电源单元120与直流换相器130连接，直流换相器130与变压器中性线连接，直流换相器130与变压器中性线的连接端位于第一传感器150和中性线的接地端之间。

控制器根据第一传感器检测的电流的大小和方向计算电流与预设电流的差值，根据差值控制第一开关的开与关，控制直流电源单元输出电流大小为差值的电流，控制直流换相器输出电流的方向。

其中，控制器实时检测流入变压器中性线的直流电流，一旦超出预设电流时，计算电流与预设电流差值，根据差值控制第一开关的开与关。比如，当差值大于零时，打开第一开关，此时交流电与直流电源单元接通。控制器将差值转换为脉宽可调信号，从而控制直流电源单元输出相应的电流。控制器同时根据电流方向控制直流换相器输出电流的方向，以补偿变压器中性线的直流电流。如图1所示，当第一传感器检测到中性线电流方向为正时，直流换相器则输出负电流。本实施例抑制直流偏磁的同时，提高了响应速度。同时，装置体积小、无调压器，重量轻，功率密度高。

在其中一个实施例中，控制器包括可编程逻辑控制器（即PLC控制器）和电源控制器。

可编程逻辑控制器分别与第一开关、电源控制器和第一传感器连接，电源监控器分别与直流电源单元和直流换相器连接。