[实用新型]基于喷射等离子体触发开关的变压器中性点直流隔离装置

说明书

本实用新型公开了一种基于喷射等离子体触发开关的变压器中性点直流隔离装置，包括控制和触发系统、第一地刀、第二地刀、基于喷射等离子体触发开关的快速保护开关、金属性接触保护开关、隔直电容、用于检测隔直电容两侧电压的电压检测器以及用于检测隔直电容电流的电流检测器，控制和触发系统包括控制系统及触发系统，该装置满足中心点接地阻抗的要求，同时不存在晶闸管损坏的问题，整套装置兼顾了保护时间、导通电流能力、开关工作电压低和变压器中性点低阻抗的要求。

技术领域

本实用新型涉及一种电力变压器中性点直流隔离装置，具体涉及一种基于喷射等离子体触发开关的变压器中性点直流隔离装置。

背景技术

随着我国电力工业和城市建设的发展，直流输电、高速铁路和地下铁路等工程规模日益增大。直流输电工程存在单极大地运行方式，较大直流电流以大地为通路。地下铁路系统以钢轨为回流路径，由于钢轨对地绝缘老化等原因，直流电流会泄露入大地。若在直流电流回流路径上存在电力变压器，则电力变压器有可能会受到直流电流的影响。原因在于电力变压器、架空线和电缆等构成的通路等效直流阻抗远小于大地阻抗。由于电力变压器工作点较靠近铁芯饱和点，若叠加直流电流，则会产生工作点的偏移，造成变压器振动异常等故障。因此有必要对出现直流偏磁的变压器进行直流电流隔离。

现有电力变压器中性点直流隔离装置基本原理有三种，一是利用电容“隔直通交”特性，在变压器中性点串联电容，此种方法可以彻底隔绝直流；二是在变压器中性点串联小电阻，此种方法仅可降低直流电流幅值，且与系统运行参数、大地阻抗等因素有关；三是在变压器中性点注入反向电流抵消大地电流，此种方法控制复杂，存在滞后效应。因此在变压器中性点串联电容是一种较优的方法。

电力系统除正常运行状态外，还有可能发生单相接地等故障，对于220kV及以上系统，要求发生单相故障时变压器中性点需可靠金属性接地。以单相接地故障为例，发生故障后，通过变压器中性点的零序电流突增，从正常的不平衡电流(约10A量级)快速增加至数千安电流。若采用中性点串联电容方法，则较大冲击电流有可能造成电容器爆炸损坏，因此需要在电容器两端并联快速保护装置，在检测到系统故障时可以快速、稳定的保护电容器，并且要求保护装置的瞬态电流通过能力较强。常规技术路线为金属性接触保护开关和快速保护开关并联保护的方式。由于金属性接触保护开关导通电流大，但动作时间通常较长，通常达数十毫秒，快速保护开关导通电流能力弱，但动作时间快。因此在故障发生时，通常先由快速保护开关承担前期短路电流，当金属性接触保护开关完全闭合后，短路电流转移至金属性接触保护开关。

专利《一种变压器中性点电容式隔直装置接地系统》(申请号：CN 104465050 A)介绍了一种机械旁路开关和整流桥串联晶闸管的保护方式。专利《一种变压器中性点直流隔直装置》(授权号：CN 104810793 B)采用了一种类似结构，区别在于缓冲电抗器位置不同。专利《一种新型变压器中性点电容隔直直流偏磁抑制装置》(授权号：CN 205051335 U)采用了并联双石墨间隙的结构以取代晶闸管支路，并联间隙采用了与主回路直接电气相连的点火线圈进行点火。

现有技术中，对金属性接触保护开关技术较为成熟，通常为真空断路器、接触器等成熟器件，然而对于隔直装置中的关键器件—快速保护开关，目前的技术路线均存在缺陷。采用晶闸管的方案需使得晶闸管承受较高的短路电流，容易造成晶闸管的损坏。采用双石墨间隙并与主回路直接电气相连的点火线圈的结构，在隔直电容支路引入了电感，变压器中性点等效接地阻抗会升高，不满足中性点低接地阻抗的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于喷射等离子体触发开关的变压器中性点直流隔离装置，该装置满足中心点接地阻抗的要求，同时不存在晶闸管损坏的问题。