一种变压器励磁涌流抑制装置制造方法及图纸

技术编号:19011125 阅读:73 留言:0更新日期:2018-09-22 10:39
本发明专利技术公开一种变压器励磁涌流抑制装置,从而实现电力系统继电保护中110kV以上线路在实现纵联电流差动保护时,电流互感器所测得线路上电流值不会因变压器空载投入造成的励磁涌流产生突变,确保继电保护装置动作正确性。该励磁涌流抑制装置由电源模块、CPU模块、数据存储模块、数据显示模块和加密模块组成。本发明专利技术涉及到继电保护、电力系统暂态稳定性、电力电子技术等技术领域。本发明专利技术针对传统纵联电流差动保护在变压器空载投入时产生误动,继电保护装置失去正确性等问题,通过对变压器剩磁和空投角度的控制,从而抑制三相励磁涌流,实现电力系统中变压骤变时变压器平稳进入稳态运行。

【技术实现步骤摘要】
一种变压器励磁涌流抑制装置
本专利技术涉及一种一种变压器励磁涌流抑制装置,包括系统的整体设计和软件算法的设计。属于电力系统、继电保护、电力电子等

技术介绍
变压器是电力系统中重要的电气设备,当系统发生故障时,故障电流会对变压器运行产生严重的影响,甚至烧毁变压器。继电保护设备是保证电力系统安全稳定运行的设备,通过纵联差动保护的使用,可以在故障时快速有效切除受故障影响的变压器。由于变压器的自身构造,当变压器空载投入系统时会产生一个很大的励磁涌流,励磁涌流的出现会使继电保护装置进行故障判断时产生错误的判断,影响继电保护设备的可靠性。目前继电保护设备一般采用二次谐波制动的方式躲过励磁涌流,即检测线路中二次谐波分量,若能在线路中检测出大量二次谐波,则闭锁断路器,防止其发生误动。但是励磁涌流依然存在于电网中,污染电网,恶化电能质量,引起电网电压骤升或骤降;诱发和应涌流,干扰邻近变压器运行;诱发操作过电压,损坏电气设备,甚至使变压器各侧负荷切断,引发停电事故。为避免励磁涌流引起的保护误动作,采用空投变压器时退出保护或者发生励磁涌流时保护延迟动作都会使设备造成一定的危害。而在发生励磁涌流时进行判别、分析是否为故障电流的方法,对算法的精确度和准确度要求高。至今并没有一种被广泛认可的算法。实际情况中,即使有可以精确识别励磁涌流,确保保护不误动的装置,也无法消除励磁涌流对其他方面产生的影响。通过该励磁涌流抑制器可以明显减少变压器空载投入时产生的励磁涌流的大小。
技术实现思路
根据上述构思,本专利技术采用下述技术方案:所述CPU模块采用芯片C8051F020;所述存储器模块采用FM24C512;所述输入模块采集量来自线路中电压互感器和电流互感器的二次侧;所述显示模块采用液晶模块19264ALCM图形点阵液晶显示器;所述加密模块采用具有DES不对称加密算法CrytoMemory芯片;所述MOSFET模块板采用CSD88584Q5DC。变压器励磁涌流抑制装置控制变压器在最合适的合闸角α投入电网的具体步骤如下:(1)装置通过采样器采集外部发送给变压器的分闸指令并传送至CPU模块;(2)CPU模块对采样器采集的分闸时各相电压的相位角进行分析和记录;(3)当装置再次受到合闸命令时,CPU根据上次记录的各相电压的分闸相位角以及原来输入抑制器的合闸时间进行比较计算;(4)CPU根据比较计算结果分析可以有效抑制励磁涌流的合闸角并传递信号至MOSFET模块;(5)当系统电压达到CPU计算的合闸角度时,由MOSFET模块控制断路器动作。所述步骤(3)中CPU对两次采集的电压信号进行比较的具体处理步骤如下:(1)变压器处于正常工作状态,由于励磁电流不同,可能工作在大小不同的磁滞回线上,变压器励磁涌流抑制算法将估算正常运行时磁滞回线的极大值和极小值计算磁滞回线表达式;(2)当变压器由于故障或检修断开时,IEA记录某一相电压断开时的相位,由于磁通之后于电压90°,可以得出变压器断开时磁通的相位角,估算变压器剩磁;(3)当变压器重新投入时,计算抑制涌流投切角α,延时等待电压相位满足条件时发出信号动作,快速投入变压器。所述步骤(2)中变压器励磁涌流抑制算法的建立的具体步骤如下:(1)将算法抽象成四个运行状态,即变压器运行(TYX)、变压器断开(TDK)、等待1(DD1)和等待2(DD2);(2)当变压器正常运行时,离散托肯位于库TYX,若发生C_OP命令则转入DD1;(3)在TYX和DD1状态中通过检测采样电流信号判断WI条件;(4)满足条件进入TDK状态,立即采用JS0函数切角;(5)受到C_CL命令进入DD状态,在电压相位达到投切角时控制合闸,恢复变压器运行状态TYX。本专利技术与现有的技术相比较,具有以下优点和积极效果:(1)可实现变压器、电容器和输电线路三相无涌流空投;(2)与变压去各点压测出线继电保护配合、实现抑制出现短路故障切除时因母线电压骤增产生的励磁涌流,避免保护误动导致全部出线停电;(3)通过对变压器三相磁路中剩磁的检测、及控制空投时的篇磁极性实现完全抑制三相励磁涌流;(4)通过检测电容器断电时的剩余电压,及控制空投合闸时充电电压的极性实现无冲击投运;(5)三相涌流实时录波‘’(6)与继电保护装置及测控装置配套,实现变压器、电容器、线路无涌流投切控制;(7)具备与综合自动化系统通信功能,实现远方设置和控制;(8)支持备用变压去按冷备用方式运行,节约大量空载损耗;(9)净化电网谐波干扰,消除因涌流引发的电网骤降,提高各类保护及自动化装置的工作稳定性。附图说明图1是励磁涌流抑制器示意图。图2是励磁涌流抑制器硬件工作方式示意图。具体实施方式本专利技术的具体实施结合附图说明如下:如图1所示,电源模块为励磁涌流抑制器提供电源输入。电压互感器和电流互感器检测线路中正常工作时和非正常工作时的电流和电压并将采集的信号传递给CPU进行存储和分析。CPU通过算法计算出变压器投切的最佳合闸角,通过将信号传递给MOSFET模块,并由MOSFET模块动作与断路器实现变压器的投切。实施例一:参见图2,变压器励磁涌流抑制装置CPU模块(1)、存储器模块(2)、输入模块(3)、显示模块(4)、加密模块(5)和MOSFET模块板(6)组成,其特征在于,所述CPU模块(1)完成对数字信号处理器DSP单元送来的信号处理分析;所述存储器模块(2)采用2线工业标准穿行接口FRAM;所述输入模块(3)包括接收系统中电压互感器TV和电流互感器等电气量传感器以及键盘等输入设备;所述显示模块(4)采用点阵液晶显示,对采集量和控制量进行展示;所述加密模块(5)采用加密存储器并使用加密算法对抑制器进行保护;所述MOSFET模块板(6)采用驱动电路和MOSFET元件组成;所述输入模块(3)连接至CPU模块(1)中,并对输入量进行算法分析判断;所述显示模块(4)中的液晶显示器通过串口连接至CPU模块(1);所述MOSFET模块板(6)接收CPU模块(1)发出的分、合闸指令,实现对断路器的控制。实施例二:本实施例与实施例一基本相同,特别之处是:所述CPU模块(1)采用芯片C8051F020;所述存储器模块(2)采用FM24C512;所述输入模块(3)采集量来自线路中电压互感器和电流互感器的二次侧;所述显示模块(4)采用液晶模块19264ALCM图形点阵液晶显示器;所述加密模块(5)采用具有DES不对称加密算法CrytoMemory芯片;所述MOSFET模块板(6)采用CSD88584Q5DC。本文档来自技高网...
一种变压器励磁涌流抑制装置

【技术保护点】
1.一种变压器励磁涌流抑制装置CPU模块(1)、存储器模块(2)、输入模块(3)、显示模块(4)、加密模块(5)和MOSFET模块板(6)组成,其特征在于,所述CPU模块(1)完成对数字信号处理器DSP单元送来的信号处理分析;所述存储器模块(2)采用2线工业标准穿行接口FRAM;所述输入模块(3)包括接收系统中电压互感器TV和电流互感器等电气量传感器以及键盘等输入设备;所述显示模块(4)采用点阵液晶显示,对采集量和控制量进行展示;所述加密模块(5)采用加密存储器并使用加密算法对抑制器进行保护;所述MOSFET模块板(6)采用驱动电路和MOSFET元件组成;所述输入模块(3)连接至CPU模块(1)中,并对输入量进行算法分析判断;所述显示模块(4)中的液晶显示器通过串口连接至CPU模块(1);所述MOSFET模块板(6)接收CPU模块(1)发出的分、合闸指令,实现对断路器的控制。

【技术特征摘要】
1.一种变压器励磁涌流抑制装置CPU模块(1)、存储器模块(2)、输入模块(3)、显示模块(4)、加密模块(5)和MOSFET模块板(6)组成,其特征在于,所述CPU模块(1)完成对数字信号处理器DSP单元送来的信号处理分析;所述存储器模块(2)采用2线工业标准穿行接口FRAM;所述输入模块(3)包括接收系统中电压互感器TV和电流互感器等电气量传感器以及键盘等输入设备;所述显示模块(4)采用点阵液晶显示,对采集量和控制量进行展示;所述加密模块(5)采用加密存储器并使用加密算法对抑制器进行保护;所述MOSFET模块板(6)采用驱动电路和MOSFET元件组成;所述输入模块(3)连接至CPU模块(1)中,并对输入量进行算法分析判断;所述显示模块(4)中的液晶显示器通过串口连接至CPU模块(1);所述MOSFET模块板(6)接收CPU模块(1)发出的分、合闸指令,实现对断路器的控制。2.根据权利要求1所述的变压器励磁涌流抑制装置,其特征在于,所述CPU模块(1)采用芯片C8051F020;所述存储器模块(2)采用FM24C512;所述输入模块(3)采集量来自线路中电压互感器和电流互感器的二次侧;所述显示模块(4)采用液晶模块19264ALCM图形点阵液晶显示器;所述加密模块(5)采用具有DES不对称加密算法CrytoMemory芯片;所述MOSFET模块板(6)采用CSD88584Q5DC。3.变压器励磁涌流抑制装置采用权利要求1所述的技术方法对变压器空载投入时对其剩磁和空投角的控制,实现电压骤变时变压器平稳进入稳态的具体步骤如下:(1)装置通过采样器采集外部发送给变压器的分闸指令并传送至CP...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡海涛
申请(专利权)人:安徽理工大学
类型:发明
国别省市:安徽,34

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