直流偏磁,隔直装置简介
国华台山电厂600MW机组主变隔直装置概况及操作要点
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Zhuangbeiyingyong yu Yanjiu◆装备应用与研究
状态。2 种运行状态可通过手动或自动进行切换。正常运行方 式是在自动状态下运行，运行人员不得干预。 5.1 主 变 中性 点 隔 直装 置 的 检查 项 目
（1）检查 NCS 画面无装置异常报警，PAC－50K 远程监控终 端装置运行正常，无异常报警。（2）就地控制柜上供电电源开关 已合好，远方就地控制开关在“远方”位置，运行状态转换开关 在“自动”位置，电容接地指示灯、直接接地指示灯与运行状态 相符。（3）电容及电抗按正常检查项目检查。 5.2 主 变 中性 点 隔 直装 置 的 操作
的正常运行，而且可能引起继电保护误动，从而直接影响到变 电流或电压，实现自动或手动运行状态转换；（5）利用远程终端
电站、发电厂的安全运行。根据国华台电变压器空载试验数据， 通过光纤数据通讯实现对装置的远程监控，一台远程监控装置
可以计算并绘制出励磁特性曲线。其中台电 1、2 号变压器励磁 可同时监控多个装置，当远程终端退出运行时不影响装置运行；
在国家西电东送战略方针的指导下，近年来南方电网部分 4 主变中性点隔直装置控制原理及特点
线路采用了超高压直流输电方式，实际运行发现，在交直流混
（1）采用在变压器中性点串联隔直电容的方案，有效地隔离
合大电网中，当直流输电系统采用大地回路运行方式时，从大 中性点直流电流；（2）利用大容量开关实现中性点的金属性接地
PAC－50K 变压器中性点电流抑制装置有 2 种控制操作模 式，即就地控制模式和远方监控终端控制模式。就地装置控制 柜上“远方／就地”旋转按钮可实现 2 种方式间的转换。正常运 行时，装置在远方监控终端控制模式。PAC－50K 变压器有 2 种 运行状态，即中性点直接接地运行状态和中性点电容接地运行
直流偏磁对变压器正常运行影响应对措施论文
直流偏磁对变压器正常运行影响的分析及应对措施摘要：在高压直流输电过程中，由于单极大地方式运行产生的直流电场或者太阳磁暴产生的地磁感应中电流的直流成分对中性点接地系统变压器的正常运行造成很大影响。
本文从直流偏磁的产生机理入手，着重介绍了3种变压器中性点隔直装置。
关键词：变压器中性点；高压直流输电；直流偏磁中图分类号：tm45 文献标识码：a文章编号：1009-0118（2012）07-0202-01一、引言随着高压直流输电（hvdc）技术在国内电网中越来越多地应用，由于其输送容量大、输送距离远、调节迅速、运行灵活，hvdc在远距离大容量输电、区域电力系统互相连接中起到了十分重要的作用，但也带来了一些新问题。
自2000年12月开始，南方电网大亚湾核电站发现主变压器时常出现噪声异常及增大的情况；2003年初因三龙直流输电启动调试导致江苏电网出现明显的直流电流；天广直流单级大地调试中，附近的电厂、变电站也有类似的情况发生。
因此需要对产生该现象的原因——直流偏磁进行研究并找出应对措施。
二、直流偏磁产生原因及对变压器的危害（一）直流偏磁产生的原因分析当高压直流输电运行在单极大地回线或双极不对称运行方式时，接地极附近有直流电位，该电位和高压直流输电输送的电流大小和该处的土壤电阻率有关。
高压直流输电输送的电流越大，土壤的电阻率越高，电位也就越高。
不同位置的接地变压器的中性点之间犹豫存在着直流电势差且交流系统的电阻值很小，从而使流过接地变压器中性点，在交流系统中形成了回路。
当流过接地变压器中性点的电流过大时，变压器会发生直流偏磁进而导致谐波增加、噪声增大、过热等问题，严重时会引起变压器的损坏，并可能引起保护误动。
（二）直流偏磁对变压器造成的危害1、变压器噪声增加；2、变压器振动加剧；3、变压器漏磁通增大；4、导致继电保护设备误动。
在实际情况中，土壤电阻参数、电网电阻参数是无法进行调整的。
变压器制造商又难以在制造工艺上解决直流偏磁问题。
隔直装置在电网中的应用研究
隔直装置在电网中的应用研究摘要：当直流输电系统以单极大地的方式运行时，在直流接地极附近就会有直流电流从大地经直接接地的中性点流入主中，极易造成主变的直流偏磁问题。
为保证电网中主变压器运行的安全性，以及损耗的消减，笔者认为需在主变中性点回路串接电容隔直装置。
此装置最大限度阻隔了大地系统之中的直流电流分量，保证变压器中性点可靠接地运行。
笔者在本文中分析隔直装置的构成与功能，并对其在电网中的应用进行研究。
关键词：隔直装置；电网；应用在实行西电东输过程中，直流输电网络的大幅度增加，导致接地级附近的变电站主变压器中性直流电流超过允许值，变压器极易产生直流偏磁。
在直流偏磁的影响下会引发主变异常振动、噪声、过热等缺陷，严重时还可能引发变压器的损坏。
笔者认为面对上述问题需要在电网建设中，加强对隔直装置的应用，以实现电网的安全稳定运行。
一、电容隔直装置的构成电容隔直装置由电容器(C)、机械旁路开关(K3)和一对反并联晶闸管(SCR)串接限流电抗器L并联而成，接于主变的中性点和变电站主地网之间。
在交流环境中，电源频率越大，角频率W数值越大，容抗值就越小，当其数值小到不能与其他阻抗忽略不计时，就形成短路。
如若在直流的环境下，电源频率为0，W数值趋近于无穷小，容抗无穷大，因此直流电流不能通过，就如同开路。
电容器接通直流电源时，仅仅在刚接通的短暂时间内发生充电过程，在电路中形成充电电流。
充电结束后，因电容器两端的电压等于电源电压不再发生变化，所以电容器电路中的电流为零，相当于电容器把直流电流隔断，通常把电容器的这一作用简称为“隔直”。
当电容器接通交流电源时（交流电的最大值不允许超过电容器的额定工作电压），由于交流电源电压的大小和方向随时间不断变化，电容器不断地进行充放电，所以电路中就会反复出现充放电电流，相当于交流电流能够通过电容器，通常把电容器的这一作用简称“通交”。
机械旁路开关K3的分合闸，决定电容器的投退。
若K3分闸，则变压器中性点经电容器接地，装置进入隔直状态。
直流偏磁,隔直装置简介
变压器中性点直流电流消除装置一、概述我国2/3以上的水利资源分布在西南地区，2/3左右的煤炭资源集中在内蒙古和山西，利用这些能源发电送到华东、华南沿海等经济发达地区需要长距离输电。
采用直流输电技术进行长距离输电，可以提高电力系统运行的经济性、稳定性和调度的灵活性，具有广阔的发展前景。
直流输电技术在我国已经取得了迅速的发展。
高压直流输电系统有双极运行和单极大地返回运行2种运行方式，通过对直流输电系统换流站附近变压器的跟踪检测，发现当直流输电系统采用单极大地返回运行方式时，其换流站附近中性点接地变压器会出现噪声和振动异常增大的情况。
进一步检测发现，直流输电系统以单极大地返回方式输送功率时，变压器中性点检测到的直流分量随直流输送功率的增加而升高，噪声和振动也随着直流分量的升高而增大。
从理论上分析，直流输电系统在单极大地返回运行方式下，大地相当于直流输电的一根导线，流通的电流为直流输电系统的运行电流，这将引起换流站附近地表电位发生较大的变化，使周边中性点接地变压器在中性点产生直流分量，从而引起变压器发生直流偏磁。
从贵广、天广和三常三个直流工程看来，在设计时都考虑了直流单极大地回路运行可能对接地极附近变压器带来的影响，但低估了这种影响。
这可能是在接地极对周围影响和现代大型变压器对中性点直流承受能力的评估两方面存在不足。
在针对运行后带来的严重影响，设计中也没有提出详细的措施来应对这种不利的情况。
随着西电东送政策的贯彻，随着高压直流输电（HVDC）技术在中国电网愈来愈多的运用，这个问题也显得更加迫切和重要。
变压器中性点直流电流消除装置正是用于治理直流电流对交流电网影响，其主要原理是采用在变压器中性点串接电容器组的方式消除从变压器中性点流入交流电网的直流电流。
装置采用智能化控制，在有直流电流时自动进入消直流工作状态，在直流电流小于限值时进入金属接地状态，在系统出现故障时装置恢复金属接地并能耐受系统短路电流冲击。
变压器直流偏磁电容隔直保护装置的可行性分析
变压器直流偏磁电容隔直保护装置的可行性分析1．引言我国的发电资源与负荷中心分布不均，且因为直流输电在长距离、点对点电能输送时有交流输电无法比拟的优势，所以近些年来一个个直流输电工程在我国兴起。
不过直流输电给我们带来益处的同时也带来了潜在的威胁，自2000年12月开始，南方电网大亚湾核电站发现主变压器不时出现噪声异常及增大的情况，而于2003年初因三峡－龙政的直流输电启动调试导致江苏电网出现明显的直流电流；天广直流单极大地调试当中，其它电厂、变电站也有类似现象发生，通过与天广调试负荷情况进行跟踪和对比分析，发现主变噪声增大与地中回路电流之间存在着明显的相关性。
因此有必要研究交直流并联输电系统中直流系统对交流系统的影响。
2．原因分析与研究的必要性当高压直流输电（HVDC）运行在单极大地回线或者双极不对称运行方式时，接地极附近有直流电位，该电位和HVDC输送的电流大小和的该处的土壤电阻率有关。
HVDC输送的电流越大，土壤的电阻率越高，电位也就越高。
不同位置的接地变压器的中性点之间由于存在着直流电势差，且交流系统的电阻值较小，从而使直流电流通过接地变压器中性点，在交流系统中形成了回路。
如图1所示，当流过接地变压器中性点的电流过大时，变压器会发生直流偏磁进而导致谐波增加、噪声增大、过热等问题，严重时可引起变压器的损坏，并可能引起保护的误动。
它还会引起220kV、500kV交流电网电压总畸变率大幅升高，谐波的大幅升高也会对其他电气设备产生较大影响，这些影响最终将会危及到电网的安全运行。
图1 HVDC单极大地运行方式下地电流分布示意图Fig. 1 Sketch map of DC network during monopolar ground circuit operation of the HVDCelectrode.虽然为了避免地电流对交流电网的影响，直流输电工程大都采用双极运行，不过如果一极发生故障还必须采用单极大地的运行方式。
关于主变中性点隔直装置的研究
关于主变中性点隔直装置的研究作者：崔永红来源：《中国科技纵横》2017年第07期摘要：伴随着换流站和直流电网的建设发展，交流系统变压器接地中性点直流偏磁现象越来越普遍。
通过安装变压器中性点隔直装置，可以有效解决变压器直流偏磁问题，防止变压器处于偏磁运行造成的不良影响，保证变压器安全稳定运行。
本文分析了主变中性点增加隔直装置工作原理，通过研究总结出了隔直装置的不同运行方式，并指出了该装置一些不足之处。
关键词：隔直装置；直流偏磁；中性点中图分类号：TM772 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）07-0162-01Abstract：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 point1 绪论国内110千伏及以上电网一般采用大电流接地方式，即中性点有效接地方式，当直流输电系统在单极大地返回运行方式下，大地相当于直流输电的一根导线，流通的电流为直流输电系统的运行电流，这将引起换流站附近地表电位发生较大的变化，使周边中性点接地变压器在中性点产生直流分量，从而引起变压器发生直流偏磁。
变压器电容隔直装置介绍-20121129
变压器电容隔直装置简介2012年2月目录目录电容隔直装置 (1)1 装置原理 (1)1.1 电容隔直装置原理及组成 (1)1.2 装置的运行与控制策略 (2)1.3 晶闸管旁路的触发系统 (3)1.4 监测系统功能 (4)1.5 系统事故预想及其可靠性保证措施 (5)2 大电流试验 (5)3 应用及运行情况 (7)4 特点 (8)电容隔直装置1 装置原理电容隔直装置在检测到变压器中性线直流偏磁电流超过限值并达到时限时，会自动打开机械旁路开关，将电容器串入变压器中性点与地网之间，利用电容“隔直（流）通交（流）”的特点，有效隔断流过变压器中性线的直流电流。
选取工频阻抗足够小的电容器，可以保证交流系统的有效接地及交流零序电流的正常流通。
电容隔直装置在电容器支路上并联了一个双向晶闸管支路及一个机械开关支路作为电容器的旁路保护系统。
电容隔直装置的优点是为无源方式，安全性较高；隔直效率高；对系统继电保护的影响很小；与直流电流注入法比较，运行维护方便。
当交流系统发生不对称短路故障，装置会立即触发导通双向晶闸管旁路，并同时发出机械旁路开关的合闸信号。
由于机械开关合闸动作比晶闸管导通要慢，所以故障电流会先通过晶闸管旁路流向大地，达到快速保护电容器的目的。
当机械旁路开关合上后，故障电流将由晶闸管旁路转移到机械旁路开关流向大地，同时晶闸管开始由导通转向关断。
由于晶闸管的动作时间很短（在数十微妙级），在机械开关合闸之前会释放掉电容器的部分能量（或减少对电容器的充电储能），减少了电容器放电电流对机械开关支路的冲击，延长机械开关的使用寿命。
双向晶闸管支路与机械开关构成了双旁路保护，对电容器会起到更可靠的保护作用。
1.1电容隔直装置原理及组成电容隔直装置原理如示意图1所示。
本装置主要由直流抑制一次设备（电容器）、旁路系统（限流电抗器＋双向晶闸管双支路、机械旁路开关）及控制监测装置（交直流传感器、数字测控装置）三部分构成。
本电容隔直装置旁路系统采用双向晶闸管交流固态开关来实现动作的快速性。
浅谈变压器直流偏磁现象及电容隔直原理
目前，国内抑制直流偏磁的方法主要有电容隔直法、小电 阻限流法、中性点注入反向电流法、电位补偿法。小电阻限流 法只能减弱变压器中性点直流电流且灵活性较差。注入反向 电流法直流利用率低且会对相邻变压器造成直流污染，加剧 直流偏磁程度，同时需另建直流接地极，投资较大。电容隔直 法采用无源装置，安全性较高，隔直效率高，对系统继电保护 影响很小，运行维护方便。综合比较，本文所述电厂采用电容 隔直装置。
0 引言
伴 随 着 我国 大 规 模 交 直 流 混 联 电 网 的 迅 速 发 展 ，直 流 输 电工程在调试或故障情况下单极大地回线运行时有发生。直 流输电线路在单极大地回线运行方式下，直流电流经直流系 统接地极流入大地，同时在接地极附近形成不等电位。
不同发电厂（变电站）由于相对于接地极地理位置不同， 其电位也不一样，由于电位差的存在，直流电流经中性点接地 变压器流入变压器绕组，从而引起变压器直流偏磁现象。变压 器在直流偏磁下，直流与交流磁通相叠加，铁芯饱和程度在与 直流偏磁方向一致的半个周波增加，在另外半个周波减小，对 应的励磁电流波形呈现正负半波不对称形状。
在电 容 接 地 运 行 状 态 下 ，考 虑 到 交 流 系 统 故 障 时 中 性 点
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Dianqi Gongcheng yu Zidonghua◆电气工程与自动化
会出 现 过 电 压 和 过 电 流 的 情 况 ，为 避 免 电 容 器 被 击 穿 从 而 影 响继电保护无法正确动作，有如下3种控制策略：
在直 接 接 地 运 行 状 态 下 ，当 检 测 到 变 压 器 中 性 点 直 流 电 流超过设定限值且时间达到时限时，在自动模式下，装置自动 进入电容接地运行状态；在手动运行模式下，装置发出告警信 号（直 流 电 流 越 限 告 警），等 待 运 行 人 员 通 过 远 程 终 端 手 动 进 入电容接地运行状态。 2.2.2 隔直装置电容接地运行状态
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变压器中性点直流电流消除装置
一、概述
我国2/3以上的水利资源分布在西南地区，2/3左右的煤炭资源集中在内蒙古和山西，利用这些能源发电送到华东、华南沿海等经济发达地区需要长距离输电。
采用直流输电技术进行长距离输电，可以提高电力系统运行的经济性、稳定性和调度的灵活性，具有广阔的发展前景。
直流输电技术在我国已经取得了迅速的发展。
高压直流输电系统有双极运行和单极大地返回运行2种运行方式，通过对直流输电系统换流站附近变压器的跟踪检测，发现当直流输电系统采用单极大地返回运行方式时，其换流站附近中性点接地变压器会出现噪声和振动异常增大的情况。
进一步检测发现，直流输电系统以单极大地返回方式输送功率时，变压器中性点检测到的直流分量随直流输送功率的增加而升高，噪声和振动也随着直流分量的升高而增大。
从理论上分析，直流输电系统在单极大地返回运行方式下，大地相当于直流输电的一根导线，流通的电流为直流输电系统的运行电流，这将引起换流站附近地表电位发生较大的变化，使周边中性点接地变压器在中性点产生直流分量，从而引起变压器发生直流偏磁。
从贵广、天广和三常三个直流工程看来，在设计时都考虑了直流单极大地回路运行可能对接地极附近变压器带来的影响，但低估了这种影响。
这可能是在接地极对周围影响和现代大型变压器对中性点直流承受能力的评估两方面存在不足。
在针对运行后带来的严重影响，设计中也没有提出详细的措施来应对这种不利的情况。
随着西电东送政策的贯彻，随着高压直流输电（HVDC）技术在中国电网愈来愈多的运用，这个问题也显得更加迫切和重要。
变压器中性点直流电流消除装置正是用于治理直流电流对交流电网影响，其主要原理是采用在变压器中性点串接电容器组的方式消除从变压器中性点流入交流电网的直流电流。
装置采用智能化控制，在有直流电流时自动进入消直流工作状态，在直流电流小于限值时进入金属接地状态，在系统出现故障时装置恢复金属接地并能耐受系统短路电流冲击。
装置带有后台监控系统，可以远方监测
控制装置运行状态。
二、产品介绍
1、原理（主电路）、功能
变压器中性点直流电流消除装置由电容器、机械旁路开关和快速旁路回路三者并联而成，接于变压器中性点和地之间。
在没有直流电流流经变压器中性点时，机械旁路开关为合上位置。
当检测到流经变压器中性点的直流电流超过限值时，机械旁路开关转为断开位置，使电容器投入，起到消除直流电流的作用。
一旦检测到流经变压器中性点的交流电流超过限值或者电容器组两端电压超限时，装置控制器即判断为交流电网发生不对称短路故障，技术及商务联系人：付磊联系电话：159/2041/6043
晶闸管立即触发导通，同时机械旁路开关转为合上位置，保证变压器中性点可靠接地。
原理图
2、型号及含义
GLDCED□/□
Voltage degree电压等级
110KV；220KV；500KV
Design code设计代号
1；2；3等
Type设备类型：
GLDCED：变压器中性点直流电流消除装置
3、正常工作条件
运行环境温度：户内，－15℃～+45℃
空气相对湿度：不超过85%，变化率不超过5% /h，且不得出现凝露。
高度：海拔1000m以下。
安装场所：无火灾、爆炸危险，无导电尘埃，无腐蚀金属或破坏绝缘的气体或蒸汽。
地面倾斜度：不大于3o。
抗震能力：8级烈度。
4、主要技术参数
电容器组额定工频容抗：0.5Ω~0.1Ω
可承受的交流故障电流：≥49k A (rms)/ 300ms，≥38k A (rms) / 4s
控制方式：就地/远方，自动/手动
5、产品结构外形
产品采用户外安装方式，进出线方式为下进下出。
整个装置由空心电抗器、电容器、真空断路器、整流桥、晶闸管、直流PT、直流CT、交流CT、控制箱、箱体构成，结构紧凑牢固，外形简约美观。
外观图
6、监控系统
装置配有后台监控系统，可以实时显示和记录直流电流、直流电压、交流电流及开关状态等信息，形成报表。
后台监控与装置采用光纤通信，后台监控提供远程登录功能。
监控系统
后台监控界面
7、产品特点
耐大电流冲击能力强，装置可以可承受超过30kA 以上4秒的故障电流冲击和40kA以上300毫秒的故障电流冲击。
响应时间快，采用先进的快速旁路回路、硬件快速触发，拥有微秒级的响应速度，使变压器能够快速恢复金属接地。
功能完善，采用成熟可靠智能控制器，可以实时监测系统的电压、电流等信号，功能接口完善，可以选择手动/自动、就地/远程控制模式。
安全可靠，系统采用冗余设计，抗干扰设计，严格规范的材料选型，安全可靠性高。
对系统友好，不产生谐波，不影响继电保护系统正常工作。
结构紧凑牢固，外形简约美观。
三、检测报告
装置通过了委托广东质检院进行的各项实验，包括功能实验以及大电流冲击实验，冲击电流达49kA以上。
报告如下（摘录）。
四、相关证书
产品先后取得4项实用新型专利成果。