[发明专利]一种抑制直流和杂散谐波电流进入变压器中性点的装置

说明书

本发明公开了一种抑制交流变压器中性点直流和杂散谐波电流的装置，包括杂散谐波电流抑制装置、隔直电容器、非线性电阻、旁路保护装置和第一电流互感器；隔直电容器的一端连接至交流变压器中性点，另一端连接至杂散谐波电流抑制装置的输出端正极；非线性电阻的一端连接隔直电容器的一端，另一端连接至抑制装置的输出端负极；旁路保护装置与非线性电阻并联连接；第一电流互感器连接在抑制装置的输出端负极。由于目前中性点电流成含有直流分量和交流分量，本发明通过隔直电容器隔离中性点电流中的直流分量进入变压器，通过杂散谐波电流抑制装置隔离中性点电流中的交流谐波分量进入变压器，进而减小流入变压器中性点的中性点电流，从而抑制变压器直流偏磁。

技术领域

本发明属于电力系统领域，更具体地，涉及一种抑制直流和杂散谐波电流进入变压器中性点的装置。

背景技术

变压器直流偏磁问题最早起源于地磁风暴，当磁暴发生时，在变化的地球磁场作用下，在土壤电阻率较高的地区可以引发每公里几伏到十几伏，持续时间在几分钟到几小时的地面电势，在电力系统中产生感应电流，进而导致变压器出现直流偏磁现象。随后随着我国西电东送、全国联网战略逐步实施，超特高压直流输电线路输送能力不断增强，当直流输电因为各种原因采用不对称运行方式和单极运行方式是，会产生巨大的入地电流(几百安甚至上千安)从输电线路接地一侧流入地下，以大地为回路，再从另一侧流入电网系统，导致变压器出现直流偏磁。同时近些年来中国许多大型城市都开始进行城市轨道交通建设，随着轨道交通的兴起相关大量的研究表明轨道交通的轨道与大地之间难以做到完全绝缘，导致有一部分的电流在钢轨和大地绝缘较差的地方泄露流入大地，形成中性点电流。该部分中性点电流除了含有直流分量外还含有交流分量，该部分杂散电通过变压器中性点流入交流电网导致变压器直流偏磁的问题日益复杂。

目前抑制交流变压器直流偏磁方案大致分为三类。第一类是反向注入电流法；第二类是中性点串联电阻法；第三类是中性点串电容法。目前第三类方法中性点串电容法由于控制相对简单，成本相对较低在变压器中性点直流偏磁问题上得到了较为广泛的应用，但传统意义上的中性点串电容法基于目前中性点电流来源和成分复杂已经无法取得良好的抑制中性点电流进入变压器中性点的效果，其主要原因是目前中性点电流中的杂散谐波分量无法通过电容器得到有效的抑制。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种抑制直流和杂散谐波电流进入变压器中性点的装置，旨在解决现有技术的中性点电流中的杂散谐波分量无法通过电容器得到有效抑制的问题。

本发明提供了一种抑制直流和杂散谐波电流进入变压器中性点的装置，包括：杂散谐波电流抑制装置、隔直电容器、非线性电阻、旁路保护装置和第一电流互感器；隔直电容器的一端连接至交流变压器中性点，隔直电容器的另一端连接至所述杂散谐波电流抑制装置的输出端正极；杂散谐波电流抑制装置的输入端用于连接三相交流系统的输出端；非线性电阻的一端连接至隔直电容器的一端，非线性电阻的另一端连接至杂散谐波电流抑制装置的输出端负极；旁路保护装置与非线性电阻并联连接；第一电流互感器连接在杂散谐波电流抑制装置的输出端负极。

更进一步地，杂散谐波电流抑制装置包括：包括：联动开关K2、第二非线性电阻R2、隔离变压器、DC/AC变换器、滤波电容器和AC/DC变换器；所述隔离变压器一次侧一端用于连接所述隔直电容器，所述隔离变压器一次侧另一端接地；所述第二非线性电阻R2并联连接至所述隔离变压器二次侧的两端，所述隔离变压器二次侧还连接至所述DC/AC变换器的交流侧，所述DC/AC变压器的直流侧连接至所述AC/DC变换器的直流侧，所述滤波电容器并联连接在所述DC/AC变压器的直流侧，所述AC/DC变换器的交流侧通过所述联动开关K2连接至三相交流系统。

更进一步地，旁路保护装置包括n个旁路保护单元，依次并联在所述非线性电阻的两端。