一种抑制变压器空载合闸励磁涌流的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种抑制变压器空载合闸励磁涌流的装置和方法，该装置包括控制模块以及连接在交流电源与变压器之间与主开关并联的旁路电路；所述控制模块用于在接收合闸指令后采集主开关前端的电网电压，并在A相电压过零后90度相位角时发出信号导通旁路电路的A相线路，并依次在A相电压延迟60度和120度时发送信号导通旁路电路的B相线路和C相线路。本发明专利技术通过旁路电路在电压过零后90度相位角时进行合闸，使得合闸时磁通的瞬间值为零，进而达到抑制变压器空载合闸时产生的励磁涌流的目的，且本发明专利技术的电路简单，控制方法可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种抑制变压器空载合闸励磁涌流的装置和方法
本专利技术涉及变压器
，更具体地说，涉及一种抑制变压器空载合闸励磁涌流的装置和方法。
技术介绍
电力变压器在空载合闸上电时，由于合闸时刻的随意性，会产生很大励磁涌流。励磁涌流常常会引起微机保护装置的误动作，数值很大的励磁涌流会导致变压器及断路器因电动力影响使用寿命，励磁涌流中的大量谐波对电网电能质量造成严重的污染，造成电网电压骤升或骤降影响其他电气设备正常工作。解决变压器空载合闸励磁涌流方法有串联电阻、控制合闸相位角等，但是串联电阻的方法通常需要借助于机械性的开关元件实现控制，而机械性的开关元件分、合闸时间分散性较大，导致控制效果不佳；控制合闸相位角的方法选择抵消偏磁与剩磁难度大，且控制复杂，也导致控制结果不理想。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有解决变压器空载合闸励磁涌流方法的控制复杂的缺陷，提供一种抑制变压器空载合闸励磁涌流的装置和方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种抑制变压器空载合闸励磁涌流的装置，所述装置包括控制模块以及连接在交流电源与变压器之间与主开关并联连接的旁路电路；所述控制模块用于在接收合闸指令后采集所述主开关前端的电网电压，并在A相电压过零后90度相位角时发出信号导通所述旁路电路的A相线路，并依次在A相电压延迟60度和120度时发送信号导通所述旁路电路的B相线路和C相线路。在根据本专利技术所述的抑制变压器空载合闸励磁涌流的装置中，所述控制模块还在检测到所述主开关后端的变压器输入侧有电压时发送合闸控制信号闭合所述主开关，并断开所述旁路电路。在根据本专利技术所述的抑制变压器空载合闸励磁涌流的装置中，所述旁路电路包括依次设于每相线路上的前端接触器、开关元件和后端接触器；所述控制模块用于在接收合闸指令后发送合闸控制信号导通每相线路上的所述前端接触器和后端接触器；所述控制模块分别通过发送驱动信号给每相线路上的开关元件来导通每相线路。在根据本专利技术所述的抑制变压器空载合闸励磁涌流的装置中，所述开关元件为晶闸管。在根据本专利技术所述的抑制变压器空载合闸励磁涌流的装置中，所述控制模块包括DSP控制单元，以及：电压检测单元，用于采集所述主开关前端的电网电压和所述主开关后端的变压器输入侧电压给所述DSP控制单元；输入输出单元，与所述前端接触器、后端接触器和主开关相连，用于接收输入的所述合闸指令以及所述前端接触器、后端接触器和主开关的状态开关量信号给所述DSP控制单元，并将所述DSP控制单元产生的合闸控制信号输出给所述前端接触器、后端接触器和主开关；所述输入输出单元还用于输出所述DSP控制单元产生的针对每相线路的晶闸管的驱动信号；晶闸管驱动单元，用于接收所述DSP控制单元产生的驱动信号驱动对应线路的晶闸管。在根据本专利技术所述的抑制变压器空载合闸励磁涌流的装置中，所述控制模块在断开所述旁路电路时先关断每相线路上的开关元件，再发送每相线路上的所述前端接触器和后端接触器。本专利技术还提供了一种抑制变压器空载合闸励磁涌流的方法，在交流电源与变压器之间与主开关并联连接有旁路电路，所述方法包括：S1、在接收合闸指令后采集所述主开关前端的电网电压；S2、根据所述主开关前端的电网电压在A相电压过零后90度相位角时发出信号导通所述旁路电路的A相线路，并依次在A相电压延迟60度和120度时发送信号导通所述旁路电路的B相线路和C相线路。在根据本专利技术所述的抑制变压器空载合闸励磁涌流的方法中，所述方法还包括：S3、在检测到所述主开关后端的变压器输入侧有电压时发送合闸控制信号闭合所述主开关；S4、断开所述旁路电路。在根据本专利技术所述的抑制变压器空载合闸励磁涌流的方法中，所述旁路电路包括依次设于每相线路上的前端接触器、开关元件和后端接触器；所述步骤S1中在接收合闸指令后发送合闸控制信号导通每相线路上的所述前端接触器和后端接触器；所述步骤S2中分别通过发送驱动信号给每相线路上的开关元件来导通每相线路。在根据本专利技术所述的抑制变压器空载合闸励磁涌流的方法中，所述步骤S4中在断开所述旁路电路时先关断每相线路上的开关元件，再断开每相线路上的所述前端接触器和后端接触器。实施本专利技术的抑制变压器空载合闸励磁涌流的装置和方法，具有以下有益效果：本专利技术通过旁路电路在电网电压过零后90度相位角时对A相线路进行合闸，并随后对B相和C相线路进行合闸，使得在合闸时磁通的瞬间值正好为零，进而达到抑制变压器空载合闸时产生的励磁涌流的目的，并且本专利技术的电路简单，控制方法可靠。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1为根据本专利技术优选实施例的抑制变压器空载合闸励磁涌流的装置电路图；图2为根据本专利技术优选实施例的抑制变压器空载合闸励磁涌流的装置的控制模块的电路图；图3为根据本专利技术优选实施例的抑制变压器空载合闸励磁涌流的方法的流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。请参阅图1，为根据本专利技术优选实施例的抑制变压器空载合闸励磁涌流的装置电路图。如图1所示，本专利技术适用的变压器30的一次绕组侧通过主开关K1连接至交流电源J1即电网侧，变压器30的二次绕组侧连接至供电网络J2。本专利技术提供的抑制变压器空载合闸励磁涌流的装置包括控制模块20以及连接在交流电源J1与变压器30的之间与主开关K1并联连接的旁路电路10。该变压器30可以为如图1中所示的常规的双绕组配电变压器，也可以为三绕组变压器。本专利技术主要通过控制模块20发送信号给旁路电路10和主开关K1，从而实现对旁路电路10的各相线路即A相、B相和C相导通顺序的控制，并对主开关K1的闭合和关断进行控制。主开关K1为同步动作的一组开关，包括分别设置在A相线路、B相线路和C相线路上的3个开关。首先，控制模块20在变压器空载时根据电网电压相位关系先分别将旁路电路10的三相线路分时触发导通，从而将变压器30的一次侧绕组经过旁路装置10切入电网。在本专利技术的优选实施例中，延时一段时间后，控制模块20闭合主开关K1，最后再断开旁路装置10，以达到抑制变压器空载合闸时产生的励磁涌流的目的。具体地，控制模块20用于通过远程或本地接收变压器30合闸指令，如脉冲信号，系统判断只有当主开关K1在分闸位置时才接受该合闸指令，用以闭锁变压器正常运行时发的合闸指令。控制模块20在接收该合闸指令后采集主开关K1前端的交流电源J1的电网电压，并在A相电压过零后90度相位角时发出信号导通旁路电路10的A相线路，并依次在A相电压延迟60度和120度时发送信号导通旁路电路10的B相线路和C相线路。控制模块20随后检测主开关K1后端即变压器30输入侧，如果该变压器30输入侧有电压时，发送合闸控制信号闭合主开关K1，并断开旁路电路10完成变压器30的合闸动作。下面对本专利技术抑制变压器空载合闸励磁涌流的原理进行详细说明。变压器铁芯材料励磁特性具有非线性特性，铁芯越饱和，产生一定的磁通所需的励磁电流就愈大。当铁芯磁通Φ小于饱和磁通Φm时，励磁电流ie很小；若Φ＞Φm，励磁电流ie随着磁通Φ增加而迅速增加。以单相变压器为例，回路电压方程为如忽略变压器绕组电阻R，则在合闸时变压器铁芯中产生的磁通为φ＝φm·[cosα-cos(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抑制变压器空载合闸励磁涌流的装置，其特征在于，所述装置包括控制模块以及连接在交流电源与变压器之间与主开关并联连接的旁路电路；所述控制模块用于在接收合闸指令后采集所述主开关前端的电网电压，并在A相电压过零后90度相位角时发出信号导通所述旁路电路的A相线路，并依次在A相电压延迟60度和120度时发送信号导通所述旁路电路的B相线路和C相线路。

【技术特征摘要】
1.一种抑制变压器空载合闸励磁涌流的装置，其特征在于，所述装置包括控制模块以及连接在交流电源与变压器之间与主开关并联连接的旁路电路；其中，所述变压器的一次绕组侧通过所述主开关连接至交流电源，所述变压器的二次绕组侧连接至供电网络；所述控制模块用于在接收合闸指令后采集所述主开关前端的电网电压，并在A相电压过零后90度相位角时发出信号导通所述旁路电路的A相线路，并依次在A相电压延迟60度和120度时发送信号导通所述旁路电路的B相线路和C相线路；所述控制模块还在检测到所述主开关后端的变压器输入侧有电压时发送合闸控制信号闭合所述主开关，并断开所述旁路电路；所述旁路电路包括依次设于每相线路上的前端接触器、开关元件和后端接触器；所述控制模块用于在接收合闸指令后发送合闸控制信号导通每相线路上的所述前端接触器和后端接触器；所述控制模块分别通过发送驱动信号给每相线路上的开关元件来导通每相线路；所述开关元件为晶闸管。2.根据权利要求1所述的抑制变压器空载合闸励磁涌流的装置，其特征在于，所述控制模块包括DSP控制单元，以及：电压检测单元，用于采集所述主开关前端的电网电压和所述主开关后端的变压器输入侧电压给所述DSP控制单元；输入输出单元，与所述前端接触器、后端接触器和主开关相连，用于接收输入的所述合闸指令以及所述前端接触器、后端接触器和主开关的状态开关量信号给所述DSP控制单元，并将所述DSP控制单元产生的合闸控制信号输出给所述前端接触器、后端接触器和主开关；所述输入输出单元还用于输出所述DS...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈文江，马骏，张利，雪卫利，
申请(专利权)人：艾默生网络能源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44