專利名稱：用單獨(dú)接地網(wǎng)抑制變壓器中性點(diǎn)直流偏磁的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力的發(fā)電、變電或配電領(lǐng)域，尤其涉及一種用于抑制變壓器中性點(diǎn) 直流偏磁現(xiàn)象的緊急保護(hù)電路裝置。
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背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，高壓直流(HVDC， High Voltage Direct Current)輸電
系統(tǒng)在我國(guó)正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、大容量送電，將有更多超高 壓乃至特高壓直流工程建成并投入運(yùn)行。
當(dāng)直流輸電系統(tǒng)采用單極大地回路方式運(yùn)行時(shí)，巨大的直流電流與大地構(gòu)成回 路。部分直流電流流經(jīng)中性點(diǎn)接地的電力變壓器等設(shè)備，在交流系統(tǒng)中形成回路，由 于直流偏磁效應(yīng)，造成變壓器鐵芯高度飽和，交流電壓波形嚴(yán)重畸變，并產(chǎn)生大量諧 波，導(dǎo)致變壓器損耗增多、發(fā)熱增加、噪聲增大、振動(dòng)增強(qiáng)等現(xiàn)象；電力變壓器處于 非正常運(yùn)行狀態(tài)中，最終導(dǎo)致了對(duì)設(shè)備本身以及所在電力系統(tǒng)的干擾。
具體來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)測(cè)量和計(jì)算表明，流入變壓器中性點(diǎn)的電流中的直流分量，會(huì)在 繞組中流動(dòng)而形成直流偏磁，從而導(dǎo)致中性點(diǎn)接地的主變?cè)肼暜惓！８鶕?jù)公式
如果在變壓器初級(jí)繞組輸入一個(gè)正弦波的交流電，正弦波的交流電在變壓器鐵心 便產(chǎn)生交變磁通，交變磁通也是對(duì)稱的正弦波，而在次級(jí)繞組上的感應(yīng)電壓除了與線 圈的匝數(shù)比有關(guān)，主要和磁通的變化率成正比。而直流電流輸入變壓器便產(chǎn)生直流磁 通，直流磁通本身是不變化的，因此不會(huì)有感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生。對(duì)稱的交流正弦波的磁通 產(chǎn)生的勵(lì)磁電流很小，而且也是對(duì)稱的。但如果直流磁通疊加在交流磁通上，就會(huì)在 單方向產(chǎn)生一個(gè)較大的勵(lì)磁電流，即所謂的偏磁。直流偏磁產(chǎn)生的最大電流是沒(méi)有直 流分量時(shí)的3倍以上，這是由于變壓器磁化曲線上部的非線性所引起的，此時(shí)變壓器 處于飽和或過(guò)飽和狀態(tài)。勵(lì)磁電流的增加使變壓器產(chǎn)生異常噪音。
此外，直流偏磁還會(huì)增加鐵心的磁滯損耗，破壞硅鋼片的絕緣，加速油劣化，在 變壓器金屬件如夾件、拉桿、油箱等中產(chǎn)生附加發(fā)熱，引起結(jié)構(gòu)件和絕緣材料的加速 劣化，最后導(dǎo)致絕緣事故。
為了限制直流輸電單極運(yùn)行時(shí)變壓器的直流偏磁效應(yīng)，除了使直流接地電極遠(yuǎn)離
中性點(diǎn)接地的電氣設(shè)備外(io千米以上)，還需要采取抑制中性點(diǎn)流入直流電流的措
施。目前大致有三類方案
(1) 在變壓器中性點(diǎn)產(chǎn)生反方向的直流電流，以抵消或削弱流入變壓器中性點(diǎn)的地 中直流；
(2) 在變壓器中性點(diǎn)串入電容器，利用電容器"隔直"的特性使得直流無(wú)法流入；
(3) 在變壓器中性點(diǎn)串入小阻值電阻，將中性點(diǎn)流入的直流限制在工程上可以接受 的程度。
方案一的設(shè)計(jì)一般是在變壓器中性點(diǎn)裝設(shè)一個(gè)直流源，根據(jù)監(jiān)測(cè)到的直流電流的 大小和方向，動(dòng)態(tài)地調(diào)整其設(shè)置，實(shí)時(shí)提供一個(gè)大小相等、方向相反的直流電流。公 開號(hào)為CN1592062A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)"抑制變壓器直流磁偏的方法及控制器"中 所公開的技術(shù)方案的思路即是采用此類方案的方法。這種方法對(duì)于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)清楚，并 且流入中性點(diǎn)的直流電流大小和方向都能準(zhǔn)確測(cè)量時(shí)，是有效果的；但該方法受系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)影響較大，如果系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，該方法的有效性就不能夠得到保證。同時(shí)該 方法的造價(jià)較高，工程量較大，運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用也需要長(zhǎng)期投資，進(jìn)一步限制了該方 法的使用。
方法二在理論上是可行的，利用電容器"隔直通交"的作用，可以消除流過(guò)變壓器 中性點(diǎn)的直流電流，同時(shí)又不妨礙交流電流的通過(guò)。公告號(hào)為CN200976492Y的中國(guó) 實(shí)用新型專利"接地變壓器中性點(diǎn)直流電流抑制裝置"即屬于該類方案。但在實(shí)際操作 中會(huì)發(fā)生一些非正常情況，例如系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱接地故障，或者變壓器遭受雷擊時(shí)， 變壓器中性點(diǎn)會(huì)流過(guò)很大的電流，同時(shí)產(chǎn)生暫態(tài)過(guò)電壓。這就對(duì)串入的電容器提出了 較高的要求，并需要提供放電間隙與之相并聯(lián)。由于要求較高，該方法在工程實(shí)際中 鮮為使用。
方法三原理簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，公開號(hào)為CN1885658A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)"一種 抑制交流變壓器直流偏磁電流的裝置"即屬于該類方案。但實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)要注意一些問(wèn) 題網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改變時(shí)要重新計(jì)算阻值，并更換電阻；系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，變壓器中性點(diǎn) 電位升高，產(chǎn)生過(guò)電壓，要釆取防范措施等。
綜上所述，目前的三種方案雖然原理可行，但在實(shí)際操作中總會(huì)遇到各種各樣的 問(wèn)題，存在其實(shí)施存在諸多限制，不能完全適應(yīng)實(shí)際需要。'
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用單獨(dú)接地網(wǎng)抑制變壓器中性點(diǎn)直流偏 磁的方法及其裝置，其綜合了上述三種方案的優(yōu)點(diǎn)，可以有效地削弱流經(jīng)變壓器中性 點(diǎn)的直流電流，將其降低到設(shè)備正常運(yùn)行所允許的范圍以內(nèi)，完全或幾乎與系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 無(wú)關(guān)，不受電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化帶來(lái)的影響，正常運(yùn)行時(shí)與主接地網(wǎng)相互獨(dú)立，故障時(shí)兩接 地網(wǎng)合二為一，保證了安全，且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、工程量少、無(wú)需運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等 二次投資。
本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種用單獨(dú)接地網(wǎng)抑制變壓器中性點(diǎn)直流偏磁的方
法，包括變電站主接地網(wǎng)和變壓器的中性點(diǎn)，其特征是
在變電站主接地網(wǎng)之外再設(shè)置一由至少兩組垂直接地極構(gòu)成的變壓器中性點(diǎn)專
用接地網(wǎng)，將變壓器中性點(diǎn)的接地通道與變電站其它一次設(shè)備的接地通道相隔離； 變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與變壓器中性點(diǎn)之間電連接； 在變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與變電站主接地網(wǎng)之間，設(shè)置一隔離裝置； 當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，所述的變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與變電站主接地網(wǎng)通過(guò)隔離
裝置相互獨(dú)立運(yùn)行，變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)為變壓器中性點(diǎn)提供一個(gè)較高的接地電
阻，有效地將流入變壓器中性點(diǎn)的直流電流限制在允許的范圍以內(nèi)，抑制直流偏磁現(xiàn)
象的產(chǎn)生；
當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，所述的變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與變電站主接地網(wǎng)之間的電 位差高于隔離裝置的動(dòng)作閥值，隔離裝置即刻導(dǎo)通，從而短接上述兩個(gè)接地系統(tǒng)，將 兩組接地網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，確保故障時(shí)該兩個(gè)接地系統(tǒng)電連接成一個(gè)整體，為變壓器中性 點(diǎn)提供一個(gè)較低的接地電阻；
當(dāng)系統(tǒng)故障恢復(fù)后，由于所述的變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與變電站主接地網(wǎng)之間 的電位差低于隔離裝置的動(dòng)作閥值，隔離裝置立即截止，再次將上述兩個(gè)接地網(wǎng)分離 /獨(dú)立，恢復(fù)相互獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài)。
其中，所述變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)的接地電阻為主接地網(wǎng)的5 10倍。
其所述隔離裝置的動(dòng)作閥值為變壓器中性點(diǎn)的額定短路工頻耐受電壓。 其所述單根垂直接地極的接地電阻為
其中，p表示接地極所在土壤的電阻率，/表示垂直接地極的長(zhǎng)度，r表示垂直接地極 的半徑。
本發(fā)明還提供了一種用單獨(dú)接地網(wǎng)抑制變壓器中性點(diǎn)直流偏磁的裝置，包括變電 站主接地網(wǎng)和變壓器的中性點(diǎn)，其特征是在變電站主接地網(wǎng)之外再設(shè)置一由多組垂 直接地極構(gòu)成的變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)；變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與變壓器中性點(diǎn) 之間電連接；在變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與變電站主接地網(wǎng)之間，設(shè)置一隔離裝置。
進(jìn)一步的，其專用接地網(wǎng)設(shè)置于主接地網(wǎng)附近，與主接地網(wǎng)水平分布排列，主接 地網(wǎng)與專用接地網(wǎng)的間距大于6米。
或者，其專用接地網(wǎng)設(shè)置于主接地網(wǎng)之下方，與主接地網(wǎng)垂直分布排列，主接地 網(wǎng)與專用接地網(wǎng)的間距大于3米。
其垂直接地極為圓柱形銅導(dǎo)體。
其隔離裝置為避雷器。
其隔離裝置安裝在地面以上位置。
與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
1. 采用專用接地網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，由于其電氣結(jié)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立，與變配電系統(tǒng)的電路拓?fù)?結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，所以無(wú)需考慮這種特殊設(shè)計(jì)給其它一次設(shè)備所帶來(lái)的可能的影響，也不用 考慮變配電一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改變時(shí)對(duì)該專用接地網(wǎng)所帶來(lái)的沖擊。
2. 設(shè)置了隔離裝置，在正常運(yùn)行時(shí)，隔離裝置將專用接地網(wǎng)與變電站主接地網(wǎng)相 隔離，各自獨(dú)立運(yùn)行；而出現(xiàn)故障時(shí)，隔離裝置即刻導(dǎo)通，可以將兩組接地網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn) 行，從而使其安全性與可靠性得到了提升。
3. 整體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、工程量少、無(wú)需運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等二次投資。
圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是專用接地網(wǎng)與主接地網(wǎng)垂直分布排列的示意圖。
圖中l(wèi)為變壓器，2為主接地網(wǎng)，3為變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)，4為隔離裝置。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1中，本技術(shù)方案包括變電站主接地網(wǎng)2和變壓器1的中性點(diǎn)，其發(fā)明點(diǎn)在于 .在現(xiàn)有的變電站主接地網(wǎng)之外再設(shè)置一由至少兩組垂直接地極構(gòu)成的變壓器中性點(diǎn)
專用接地網(wǎng)3，將變壓器中性點(diǎn)的接地通道與變電站其它一次設(shè)備的接地通道相隔離;
變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與變壓器中性點(diǎn)之間電連接；在變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與
變電站主接地網(wǎng)之間，設(shè)置一隔離裝置4。
其變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)的接地電阻為主接地網(wǎng)的5 10倍。 其隔離裝置的動(dòng)作閥值低于或等于變壓器中性點(diǎn)的額定短路工頻耐受電壓。 當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，獨(dú)立于變電站主接地網(wǎng)之外的變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與變
電站主接地網(wǎng)通過(guò)隔離裝置相互獨(dú)立運(yùn)行，變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)為變壓器中性點(diǎn)
提供一個(gè)較高的接地電阻，有效地將流入變壓器中性點(diǎn)的直流電流限制在允許的范圍
以內(nèi)，抑制直流偏磁現(xiàn)象的產(chǎn)生；
當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，所述的變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與變電站主接地網(wǎng)之間的電 位差高于隔離裝置的動(dòng)作閥值，隔離裝置即刻導(dǎo)通，從而短接上述兩個(gè)接地系統(tǒng)，將 兩組接地網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，確保故障時(shí)該兩個(gè)接地系統(tǒng)電連接成一個(gè)整體，為變壓器中性
'點(diǎn)提供一個(gè)較低的接地電阻；
當(dāng)系統(tǒng)故障恢復(fù)后，由于所述的變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與變電站主接地網(wǎng)之間 的電位差低于隔離裝置的動(dòng)作閥值，隔離裝置立即截止，再次將上述兩個(gè)接地網(wǎng)分離 /獨(dú)立，恢復(fù)相互獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài)。
由上可見，在正常運(yùn)行時(shí)，該變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與變電站主接地網(wǎng)通過(guò)隔 離裝置相互獨(dú)立，由于專用接地網(wǎng)設(shè)計(jì)了較大的接地電阻，可以將流入變壓器中性點(diǎn) 的直流電流限制在一個(gè)較低的水平，從而抑制了直流偏磁現(xiàn)象的產(chǎn)生。
當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，專用接地網(wǎng)與主接地網(wǎng)之間的電位差高于隔離裝置的閥值，隔離 裝置即刻導(dǎo)通，從而可以暫時(shí)短接這兩個(gè)接地系統(tǒng)，確保故障時(shí)這兩個(gè)接地系統(tǒng)連接 成一個(gè)整體；而故障恢復(fù)后，隔離裝置立即截止，再次將兩個(gè)接地網(wǎng)獨(dú)立開來(lái)。
其垂直接地極的尺寸依賴于專用接地網(wǎng)接地電阻的設(shè)計(jì)，根據(jù)接地極接地電阻計(jì) 算公式可以計(jì)算出垂直接地極的直徑、長(zhǎng)度以及數(shù)量。如下是一種利用平均電位法所 得到的單根垂直接地極的簡(jiǎn)單接地電阻計(jì)算公式
其中，p表示接地極所在土壤的電阻率，/表示垂直接地極的長(zhǎng)度，r表示垂直接地極 的半徑。
如果要得到更精確的計(jì)算結(jié)果，需要采用基于有限元方法的模擬電流法和鏡像法 利用相應(yīng)專業(yè)軟件進(jìn)行處理，在此不再敘述。
處于節(jié)約用地和便于施工等方面的考慮，變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)可設(shè)置于主接 地網(wǎng)附近。
變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與現(xiàn)有的主接地網(wǎng)之間，可以有兩種位置布局的實(shí)施方 式， 一為水平分布排列， 一為垂直分布排列。
本圖所示布局結(jié)構(gòu)所示為變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與主接地網(wǎng)水平分布排列。
考慮到防止土壤擊穿等因素，這兩種方案中主接地網(wǎng)與專用接地網(wǎng)的間距均需要 通過(guò)計(jì)算來(lái)確定，其計(jì)算公式為
五
其中t4^為專用接地網(wǎng)最大電位峰值，￡則表示所在土壤的平均電場(chǎng)強(qiáng)度。
根據(jù)國(guó)家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T620-1997《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》
的規(guī)定，當(dāng)c/的計(jì)算值小于3米時(shí)，應(yīng)取值不小于3米。
根據(jù)申請(qǐng)人的試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)， 一般情況下，水平排列時(shí)間距D為6 18米時(shí)，可以 .達(dá)到較好的效果。
其垂直接地極為圓柱形銅導(dǎo)體。這主要是考慮到銅材的抗腐蝕性比較優(yōu)異，深埋 地下后，無(wú)論是自然腐蝕還是電化學(xué)腐蝕，都有極強(qiáng)的保護(hù)性，同等條件下，它比鍍 鋅鋼材壽命更長(zhǎng)。
專用接地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)設(shè)計(jì)為主接地網(wǎng)的5 10倍，為了獲得較大的接地電阻， 需要調(diào)整接地極周圍土壤的電阻率。
當(dāng)變電站地處沿海地區(qū)、沖積平原等地理位置時(shí)，由于土壤電阻率過(guò)低，需要采 取換土的方法或在周圍土壤添加增阻劑；而變電站地處山區(qū)高原、砂質(zhì)或多石土壤時(shí)， 有時(shí)由于電阻率過(guò)高，也需要采取換土或添加降阻劑的方法來(lái)取得合適的接地電阻。
由于接地極周圍土壤電阻率的調(diào)整屬現(xiàn)有技術(shù)，其具體方法在此不再敘述。
隔離裝置為避雷器。為了增加其可靠性，隔離裝置可采用兩臺(tái)避雷器并聯(lián)而成， 避雷器的動(dòng)作閥值應(yīng)為變壓器中性點(diǎn)的額定短路工頻耐受電壓。
隔離裝置安裝在地面以上位置。
專用接地網(wǎng)中的各種連線可選用150mm的銅鉸線構(gòu)成。
圖2中，本圖所示布局結(jié)構(gòu)所示為變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)位于主接地網(wǎng)的下 方，與主接地網(wǎng)垂直分布排列。
根據(jù)國(guó)家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T620-1997《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》 的規(guī)定，垂直排列時(shí)變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與主接地網(wǎng)的間距D2選取大于3米。
其余同圖1。
本技術(shù)方案中的變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)，將變壓器中性點(diǎn)的接地通道與其它一 次設(shè)備的接地通道相隔離，從而可以針對(duì)變壓器中性點(diǎn)接地時(shí)可能出現(xiàn)的特殊情況進(jìn) 行特殊設(shè)計(jì)，并且由于其結(jié)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立，與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，所以不用考慮這種特殊設(shè) 計(jì)給其它一次設(shè)備所帶來(lái)的可能的影響，也不用考慮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改變時(shí)對(duì)該專用接地網(wǎng) 所帶來(lái)的沖擊。
同時(shí)考慮到可能出現(xiàn)的意外情況，本技術(shù)方案中另外設(shè)計(jì)了一套隔離裝置，在正 常運(yùn)行時(shí)，隔離裝置將專用接地網(wǎng)與變電站主接地網(wǎng)相隔離，各自獨(dú)立運(yùn)行；而出現(xiàn) 故障時(shí)，隔離裝置即刻導(dǎo)通，可以將兩組接地網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，從而使其安全性與可靠性 得到了提升。
由于本技術(shù)方案設(shè)置了一個(gè)與變電站主接地網(wǎng)相獨(dú)立的、變壓器中性點(diǎn)專用的、 接地電阻較大的接地網(wǎng)，以抑制流入變壓器中性點(diǎn)的直流電流，防止因流入變壓器中 性點(diǎn)的直流電流過(guò)大所引起的直流偏磁現(xiàn)象，從而避免了變壓器可能出現(xiàn)的噪聲增 大、振動(dòng)增強(qiáng)、過(guò)熱、波形畸變以及繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)等問(wèn)題，保證了變壓器的安全 和系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。其專用接地網(wǎng)完全與電網(wǎng)的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，故不受電網(wǎng)結(jié)構(gòu) 變化的影響，同時(shí)為應(yīng)對(duì)意外情況，還設(shè)有隔離裝置，提高了安全可靠性，其設(shè)計(jì)簡(jiǎn) 單，造價(jià)低，工程量少，無(wú)需運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。
本發(fā)明可廣泛用于電力系統(tǒng)的輸、變、配電領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1. 一種用單獨(dú)接地網(wǎng)抑制變壓器中性點(diǎn)直流偏磁的方法，包括變電站主接地網(wǎng)和變壓器的中性點(diǎn)，其特征是在變電站主接地網(wǎng)之外再設(shè)置一由至少兩組垂直接地極構(gòu)成的變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)，將變壓器中性點(diǎn)的接地通道與變電站其它一次設(shè)備的接地通道相隔離；變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與變壓器中性點(diǎn)之間電連接；在變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與變電站主接地網(wǎng)之間，設(shè)置一隔離裝置；當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，所述的變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與變電站主接地網(wǎng)通過(guò)隔離裝置相互獨(dú)立運(yùn)行，變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)為變壓器中性點(diǎn)提供一個(gè)較高的接地電阻，有效地將流入變壓器中性點(diǎn)的直流電流限制在允許的范圍以內(nèi)，抑制直流偏磁現(xiàn)象的產(chǎn)生；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，所述的變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與變電站主接地網(wǎng)之間的電位差高于隔離裝置的動(dòng)作閥值，隔離裝置即刻導(dǎo)通，從而短接上述兩個(gè)接地系統(tǒng)，將兩組接地網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，確保故障時(shí)該兩個(gè)接地系統(tǒng)電連接成一個(gè)整體，為變壓器中性點(diǎn)提供一個(gè)較低的接地電阻；當(dāng)系統(tǒng)故障恢復(fù)后，由于所述的變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與變電站主接地網(wǎng)之間的電位差低于隔離裝置的動(dòng)作閥值，隔離裝置立即截止，再次將上述兩個(gè)接地網(wǎng)分離/獨(dú)立，恢復(fù)相互獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的用單獨(dú)接地網(wǎng)抑制變壓器中性點(diǎn)直流偏磁的方法，其特 征是所述變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)的接地電阻為主接地網(wǎng)的5 10倍。
3. 按照權(quán)利要求l所述的用于抑制變壓器中性點(diǎn)直流偏磁現(xiàn)象的方法，其特征是 所述隔離裝置的動(dòng)作閥值低于或等于變壓器中性點(diǎn)的額定短路工頻耐受電壓。
4. 按照權(quán)利要求l所述的用單獨(dú)接地網(wǎng)抑制變壓器中性點(diǎn)直流偏磁的方法，其特 征是所述單根垂直接地極的接地電阻為<formula>formula see original document page 2</formula>其中，/ 表示接地極所在土壤的電阻率，/表示垂直接地極的長(zhǎng)度，r表示垂直接地極 的半徑。
5. —種用單獨(dú)接地網(wǎng)抑制變壓器中性點(diǎn)直流偏磁的裝置，包括變電站主接地網(wǎng)和 變壓器的中性點(diǎn)，其特征是在變電站主接地網(wǎng)之外再設(shè)置一由多組垂直接地極構(gòu)成的變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)；變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與變壓器中性點(diǎn)之間電連接； 在變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與變電站主接地網(wǎng)之間，設(shè)置一隔離裝置。
6. 按照權(quán)利要求5所述的用單獨(dú)接地網(wǎng)抑制變壓器中性點(diǎn)直流偏磁的裝置，其特 征是所述的專用接地網(wǎng)設(shè)置于主接地網(wǎng)附近，與主接地網(wǎng)水平分布排列；所述的主接 地網(wǎng)與專用接地網(wǎng)的間距大于6米。
7. 按照權(quán)利要求5所述的用單獨(dú)接地網(wǎng)抑制變壓器中性點(diǎn)直流偏磁的裝置，其特 征是所述的專用接地網(wǎng)設(shè)置于主接地網(wǎng)之下方，與主接地網(wǎng)垂直分布排列；所述的主 接地網(wǎng)與專用接地網(wǎng)的間距大于3米。
8. 按照權(quán)利要求5所述的用單獨(dú)接地網(wǎng)抑制變壓器中性點(diǎn)直流偏磁的裝置，其特 征是所述的垂直接地極為圓柱形銅導(dǎo)體。
9. 按照權(quán)利要求5所述的用單獨(dú)接地網(wǎng)抑制變壓器中性點(diǎn)直流偏磁的裝置，其特 征是所述的隔離裝置為避雷器。
10. 按照權(quán)利要求5所述的用單獨(dú)接地網(wǎng)抑制變壓器中性點(diǎn)直流偏磁的裝置，其 特征是所述的隔離裝置安裝在地面以上位置。
全文摘要
一種用單獨(dú)接地網(wǎng)抑制變壓器中性點(diǎn)直流偏磁的方法，屬變配電領(lǐng)域。其在變電站主接地網(wǎng)之外再設(shè)置一由至少兩組垂直接地極構(gòu)成的變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)，將變壓器中性點(diǎn)的接地通道與變電站其它一次設(shè)備的接地通道相隔離，變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與變壓器中性點(diǎn)之間電連接，在變壓器中性點(diǎn)專用接地網(wǎng)與變電站主接地網(wǎng)之間，設(shè)置一隔離裝置，出現(xiàn)故障時(shí)，隔離裝置即刻導(dǎo)通，可以將兩組接地網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，本發(fā)明還提供了一種采用上述方法的裝置。其專用接地網(wǎng)完全與電網(wǎng)的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，不受電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化的影響，提高了安全可靠性，其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，工程量少，無(wú)需運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用?？蓮V泛用于電力系統(tǒng)的輸、變、配電領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H02H7/28GK101383500SQ20081004019
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2008年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月3日
發(fā)明者堅(jiān) 付, 馮遠(yuǎn)程, 吳忠明 申請(qǐng)人:上海市電力公司超高壓輸變電公司