關于主變中性點隔直裝置的研究

崔永紅

摘 要：伴隨著換流站和直流電網的建設發展，交流系統變壓器接地中性點直流偏磁現象越來越普遍。通過安裝變壓器中性點隔直裝置，可以有效解決變壓器直流偏磁問題，防止變壓器處于偏磁運行造成的不良影響，保證變壓器安全穩定運行。本文分析了主變中性點增加隔直裝置工作原理，通過研究總結出了隔直裝置的不同運行方式，并指出了該裝置一些不足之處。

關鍵詞：隔直裝置；直流偏磁；中性點

中圖分類號：TM772 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）07-0162-01

Abstract：Along with the development of converter station and dc power grid， The phenomenon of dc magnetic bias is more and more common in the neutral point of the transformer. This problem can be solved by installing the neutral current blocking device， and the transformer could be in a safe and stable state. This paper analyzes the working principle of the neutral current blocking device， summarizes the blocking device of different operation modes， and points out some deficiency in the device by researching .

Key words：neutral current blocking device；dc magnetic bias；neutral point

1 緒論

國內110千伏及以上電網一般采用大電流接地方式，即中性點有效接地方式，當直流輸電系統在單極大地返回運行方式下，大地相當于直流輸電的一根導線，流通的電流為直流輸電系統的運行電流，這將引起換流站附近地表電位發生較大的變化，使周邊中性點接地變壓器在中性點產生直流分量，從而引起變壓器發生直流偏磁。

2 隔直裝置原理簡介

隔直裝置核心元器件就是電容器，通過將電容器的串入變壓器中性點實現隔斷中性點上直流電流的作用。該裝置安裝點選在原主變中性點地刀處，并將裝置與之并聯。如下圖1所示。

當交流系統無故障時，隔直裝置檢測到主變中性點直流電流大于定值且達到一定持續時間時，裝置投入電容器，使主變中性點經電容器接地，有效起到隔斷直流的作用；當主變變中性點直流電流消失或很小時，隔直裝置電容電容上電壓小于設定的定值且達到設定的持續時間，隔直裝置將電容退出，變壓器中性點恢復原有（金屬）接地。

當交流系統故障時，一旦檢測到流經變壓器中性點的交流電流超過限值，隔直裝置也會將電容退出，變壓器中性點恢復原有（金屬）接地。

3 隔直裝置的主要組成部分

雖然不同廠家在實現隔直裝置功能時在硬件上存在不同，比如在過電壓觸發上，有些隔直廠家的控制回路里用晶閘管實現，有些廠家采用的是氧化鋅閥片，但其基本組成單元相同。隔直裝置的主要由裝置開關（刀閘）、旁路刀閘、隔直電容、過電壓觸發單元、測量元器件（交、直流CT）組成。

此外需要說明的是隔直電容容量很小，工頻下電容阻抗僅僅為零點幾歐姆或1歐姆，隔直電容的投退時，變壓器的保護定值無需調整。

4 隔直電容的投退條件

在裝置投入（裝置開關合上）狀態下，旁路開關合上，隔直電容被短接，也就是隔直電容退出；旁路開關斷開，隔直電容投入。下面對隔直電容的投退條件進行分析，為隔直裝置的運行方式提供依據：

（1）隔直電容投入判別條件：直流電流和持續時間達到設定定值并且無交流故障（交流電流小于定值且達到持續時間）；

（2）隔直電容退出判別條件：隔直裝置檢測到變壓器中性點直流電流小于設定定值并達到設定持續時間或者交流電流（故障電流）大于設定定值并達到持續時間，隔直電容退出運行。

5 隔直裝置的運行方式

（1）電容短投方式，即直流電流和持續時間達到設定定值并且無交流故障，兩者同時滿足條件時，隔直電容才投入，否則退出。

（2）電容長投方式，即只要交流系統不出現故障，隔直電容一直投入，不管直流電流大小，一直起到“隔直”作用；直到交流電流大于設定定值（故障電流）并達到持續時間，隔直電容才退出運行。

6 隔直裝置的不足之處

由前面所述可知，無論電容短投方式還是電容長投方式，只要出現交流故障，隔直裝置就會退出運行，若果故障期間，變壓器中性點流入直流，引起直流偏磁，在此情況下變壓器既要承受故障電流，又要承受直流偏磁影響，這會對變壓器產生更大的危害。

目前，裝置的旁路刀閘承受短路電流的持續時間為一兩百毫秒，時間偏短，當系統故障變壓器主保護拒動而由后備保護切除時，由于后備保護時限較長，一般大于200毫秒，此時故障電流可能會對裝置旁路刀閘造成損害。

參考文獻

[1]王濤，林桂華.變壓器保護[M].北京：中國電力出版社，2013.

[2]李謙，肖磊石.過電壓保護與接地裝置運行維護[M].北京：中國電力出版社，2014.