多副边移相变压器短路检测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种多副边移相变压器短路检测系统及方法，所述多副边移相变压器包括多路副边绕组，所述检测系统包括电压检测单元、数学运算单元以及短路判断单元，其中：所述电压检测单元，用于分别获取所述多路副边绕组的电压数据；所述数学运算单元，用于将所述多路副边绕组的电压数据进行数学运算并获得数学运算结果；所述短路判断单元，用于将所述数学运算结果与预设值比较，并在所述数学运算结果超过所述预设值时，确认所述多副边移相变压器的二次侧出现短路。本发明专利技术根据多副边绕组移相变压器自身的特殊电磁关系，根据副边绕组的电压数据进行二次侧短路检测，能够有效识别短路故障，避免多副边绕组移相变压器副边带不对称负载而造成误报。

【技术实现步骤摘要】
多副边移相变压器短路检测系统及方法
本专利技术涉及多副边移相变压器领域，更具体地说，涉及一种多副边移相变压器短路检测系统及方法。
技术介绍
功率单元级联型高压变频器因技术成熟、电网侧与电机侧谐波少，并具有功率因数高、价格低廉等优势，目前已广泛应用于钢铁、石油化工、矿业、冶金及城市建设等应用领域，其在降低能耗、改善工艺等方面起着重要的作用，特别是对高压风机、水泵类负载来说，节能效果显著。多副边移相变压器在功率单元级联型高压变频器中起着重要作用，其可实现单元电压输入多重化，并减小输入谐波。多副边移相变压器为功率单元级联型高压变频器中的多个功率单元提供电源，其短路阻抗一般为2～5％左右，一旦二次侧发生短路，二次侧的短路电流将达到额定电流的20倍或以上，其产生的短路力及热量将危及变压器的可靠运行，严重时甚至导致多副边移相变压器绕组熔融或变形，不可修复。因此，对多副边变压器二次侧的短路进行检测与保护十分必要。具体地，可通过检测每个二次侧副边绕组的电流，并根据二次侧副边绕组电流对变压器副边短路进行保护，但该方案不但增加了成本，同时增加了控制系统负担，可靠性差。此外，也可通过检测多副边变压器的原边电流对多副边变压器进行保护。然而，对于多副边移相变压器来说，当二次侧一路绕组短路后，尽管该路绕组二次侧短路电流达到其额定电流的20倍，但由于多副边移相变压器副边有多路绕组输出，共同耦合作用分担原边容量，所以多副边移相变压器一次侧电流变化并不是很大。一般地，对于10kV多副边移相变压器，其副边有24路输出绕组时，其中一路副边绕组短路后，一次侧电流变化仅为额定电流的1～2倍，因此很难准确识别二次侧的短路(由于功率单元级联型高压变频器过载运行，其一次侧的正常工作电流往往会达到额定电流的2倍以上)。并且，目前的多副边移相隔离变压器的耐受的短路时间为250ms以内，所以一次侧保护往往来不及，而且二次侧短路后可能因短路电流大、时间较长后断路，并导致一次侧保护失效。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对上述多副边移相变压器二次侧短路保护成本高、响应时间慢的问题，提供一种多副边移相变压器短路检测系统及方法。本专利技术解决上述技术问题的技术方案是，提供一种多副边移相变压器短路检测系统，所述多副边移相变压器包括多路副边绕组，所述检测系统包括电压检测单元、数学运算单元以及短路判断单元，其中：所述电压检测单元，用于分别获取所述多路副边绕组的电压数据；所述数学运算单元，用于将所述多路副边绕组的电压数据进行数学运算并获得数学运算结果；所述短路判断单元，用于将所述数学运算结果与预设值比较，并在所述数学运算结果超过所述预设值时，确认所述多副边移相变压器的二次侧出现短路。在本专利技术所述的多副边移相变压器短路检测系统中，所述电压数据包括每一副边绕组的端电压，所述预设值为端电压差阈值；所述数学运算单元包括第一最大值获取子单元、第一最小值获取子单元以及第一差值运算子单元，其中：所述第一最大值获取子单元，用于获取所述多路副边绕组的端电压中的端电压最大值；所述第一最小值获取子单元，用于获取所述多路副边绕组的端电压中的端电压最小值；所述第一差值运算子单元，用于获取所述端电压最大值和端电压最小值的端电压差值，并将所述端电压差值作为所述数学运算结果。在本专利技术所述的多副边移相变压器短路检测系统中，所述多副边移相变压器的容量为1000kVA、变比为10kV/690V并具有24路副边绕组，所述预设值为副边绕组额定电压的30-35％。在本专利技术所述的多副边移相变压器短路检测系统中，所述电压数据包括多个功率单元的母线电压，且所述多个功率单元分别连接到所述多路副边绕组；所述预设值为母线电压差阈值；所述数学运算单元包括第二最大值获取子单元、第二最小值获取子单元以及第二差值运算子单元，其中：所述第二最大值获取子单元，用于获取所述多个功率单元的母线电压中的母线电压最大值；所述第二最小值获取子单元，用于获取所述多个功率单元的母线电压中的母线电压最小值；所述第二差值运算子单元，用于获取所述母线电压最大值和母线电压最小值的母线电压差值，并将所述母线电压差值作为所述数学运算结果。在本专利技术所述的多副边移相变压器短路检测系统中，所述电压数据包括每一副边绕组的端电压，所述数学运算单元包括第三差值运算子单元和第三最大值获取子单元，其中：所述第三差值运算子单元，用于将所述多个端电压分别与多个对应的端电压参考值做差值运算，并获得多个差值运算结果，所述端电压参考值为所述多副边移相变压器二次侧无短路时各个副边绕组的端电压值；所述第三最大值获取子单元，用于将所述多个差值运算结果中的最大值，作为所述数学运算结果。本专利技术还提供一种多副边移相变压器短路检测方法，所述多副边移相变压器包括多路副边绕组，包括以下步骤：分别获取所述多路副边绕组的电压数据；将所述多路副边绕组的电压数据进行数学运算并获得数学运算结果；在所述数学运算结果超过预设值时，确认所述多副边移相变压器的二次侧出现短路。在本专利技术所述的多副边移相变压器短路检测方法中，所述电压数据包括每一副边绕组的端电压，所述预设值为端电压差阈值；所述将所述多路副边绕组的电压数据进行数学运算并获得数学运算结果包括：获取所述多路副边绕组的端电压中的端电压最大值和端电压最小值；获取所述端电压最大值和端电压最小值的端电压差值，并将所述端电压差值作为所述数学运算结果。在本专利技术所述的多副边移相变压器短路检测方法中，所述多副边移相变压器的容量为1000kVA、变比为10kV/690V并具有24路副边绕组，所述预设值为副边绕组额定电压的30-35％。在本专利技术所述的多副边移相变压器短路检测方法中，所述电压数据包括多个功率单元的母线电压，且所述多个功率单元分别连接到所述多路副边绕组；所述预设值为母线电压差阈值；所述将所述多路副边绕组的电压数据进行数学运算并获得数学运算结果包括：获取所述多个功率单元的母线电压中的母线电压最大值和母线电压最小值；获取所述母线电压最大值和母线电压最小值的母线电压差值，并将所述母线电压差值作为所述数学运算结果。在本专利技术所述的多副边移相变压器短路检测方法中，所述电压数据包括每一副边绕组的端电压，所述将所述多路副边绕组的电压数据进行数学运算并获得运算结果包括：将所述多个端电压分别与多个对应的端电压参考值做差值运算，并获得多个差值运算结果，所述端电压参考值为所述多副边移相变压器二次侧无短路时各个副边绕组的端电压值；将所述多个差值运算结果中的最大值，作为所述数学运算结果。本专利技术的多副边移相变压器短路检测系统及方法，根据多副边绕组移相变压器自身的特殊电磁关系，根据副边绕组的电压数据进行二次侧短路检测，能够有效识别短路故障，避免多副边绕组移相变压器副边带不对称负载而造成误报。附图说明图1是在二次侧短路前多副边移相变压器磁密矢量分布的示意图；图2是在二次侧短路后多副边移相变压器磁密矢量分布的示意图；图3是本专利技术多副边移相变压器短路检测系统实施例的示意图；图4是本专利技术多副边移相变压器短路检测系统中数学运算单元实施例的示意图；图5是本专利技术多副边移相变压器短路检测系统中数学运算单元另一实施例的示意图；图6是多副边移相变压器二次侧绕组短路的示意图；图7是多副边移相变压器副边的A1绕组和A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多副边移相变压器短路检测系统，所述多副边移相变压器包括多路副边绕组，其特征在于，所述检测系统包括电压检测单元、数学运算单元以及短路判断单元，其中：所述电压检测单元，用于分别获取所述多路副边绕组的电压数据；所述数学运算单元，用于将所述多路副边绕组的电压数据进行数学运算并获得数学运算结果；所述短路判断单元，用于将所述数学运算结果与预设值比较，并在所述数学运算结果超过所述预设值时，确认所述多副边移相变压器的二次侧出现短路。

【技术特征摘要】
1.一种多副边移相变压器短路检测系统，所述多副边移相变压器包括多路副边绕组，其特征在于，所述检测系统包括电压检测单元、数学运算单元以及短路判断单元，其中：所述电压检测单元，用于分别获取所述多路副边绕组的电压数据；所述数学运算单元，用于将所述多路副边绕组的电压数据进行数学运算并获得数学运算结果；所述短路判断单元，用于将所述数学运算结果与预设值比较，并在所述数学运算结果超过所述预设值时，确认所述多副边移相变压器的二次侧出现短路。2.根据权利要求1所述的多副边移相变压器短路检测系统，其特征在于，所述电压数据包括每一副边绕组的端电压，所述预设值为端电压差阈值；所述数学运算单元包括第一最大值获取子单元、第一最小值获取子单元以及第一差值运算子单元，其中：所述第一最大值获取子单元，用于获取所述多路副边绕组的端电压中的端电压最大值；所述第一最小值获取子单元，用于获取所述多路副边绕组的端电压中的端电压最小值；所述第一差值运算子单元，用于获取所述端电压最大值和端电压最小值的端电压差值，并将所述端电压差值作为所述数学运算结果。3.根据权利要求2所述的多副边移相变压器短路检测系统，其特征在于，所述多副边移相变压器的容量为1000kVA、变比为10kV/690V并具有24路副边绕组，且所述预设值为副边绕组额定电压的30-35％。4.根据权利要求1所述的多副边移相变压器短路检测系统，其特征在于，所述电压数据包括多个功率单元的母线电压，且所述多个功率单元分别连接到所述多路副边绕组；所述预设值为母线电压差阈值；所述数学运算单元包括第二最大值获取子单元、第二最小值获取子单元以及第二差值运算子单元，其中：所述第二最大值获取子单元，用于获取所述多个功率单元的母线电压中的母线电压最大值；所述第二最小值获取子单元，用于获取所述多个功率单元的母线电压中的母线电压最小值；所述第二差值运算子单元，用于获取所述母线电压最大值和母线电压最小值的母线电压差值，并将所述母线电压差值作为所述数学运算结果。5.根据权利要求1所述的多副边移相变压器短路检测系统，其特征在于，所述电压数据包括每一副边绕组的端电压，所述数学运算单元包括第三差值运算子单元和第三最大值获取子单元，其中：所述第三差值运算...

【专利技术属性】
技术研发人员：王双翼，张振海，周杰，陈实，蔡准，刘艳，付文轩，
申请(专利权)人：苏州汇川技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32