工频变压器的激磁涌流抑制电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种工频变压器的激磁涌流抑制电路，涉及高压电机电源变换器的控制领域。该激磁涌流抑制电路包括主电路和控制电路，主电路包括功率绕线电阻、控制开关、电压传感器、电流传感器，功率绕线电阻的两端并接到控制开关的主触点上，功率绕线电阻和控制开关构成变压器的外置可调阻抗；电压传感器通过电流传感器与变压器连接；控制电路包括时间继电器以及顺次相连的模拟信号接收电路、模拟信号比较电路、逻辑电平转换电路、开关量输入输出电路，时间继电器与逻辑电平转换电路相连，开关量输入输出电路通过电缆与控制开关相连。本实用新型专利技术能有效减小变压器上电瞬间的激磁涌流，增强电网的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及高压电机电源变换器的控制领域，具体是涉及一种工频变压器的激磁涌流抑制电路。
技术介绍
工频变压器或者大功率高压变频器的输入端移相变压器，在上电合闸瞬间，由于变压器磁场未建立，而大功率变压器内阻一般非常小，在这种情况下，相当于变压器短路，在电网上出现较大的激磁涌流。传统方法是通过高压真空断路器等开关直接将电网与变压器接通。上述方案存在以下缺陷:(1)激磁涌流特别大。高压真空断路器合闸瞬间，在电网端出现持续振荡、逐渐衰减的激磁涌流，激磁涌流幅度可达10倍变压器的额定电流。(2)随着变压器容量的增加，变压器的内阻随之减小，在合闸上电时，激磁涌流的幅度、振荡次数和时间都相应增加。(3)激磁涌流造成电源输入端高压开关柜跳闸，导致同一电网上的其他用电负载停运。(4)激磁涌流属于谐波电流，带来严重的电磁兼容干扰，造成同一电网其他用电负载工作不正常。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足，提供一种工频变压器的激磁涌流抑制电路，能够有效减小变压器上电瞬间的激磁涌流，增强电网的可靠性。本技术提供一种工频变压器的激磁涌流抑制电路，用于将变压器L接入电网Vg，该激磁涌流抑制电路包括主电路和控制电路，主电路的一端与电网Vg连接，另一端与变压器L连接，其特征在于:所述主电路包括功率绕线电阻R、控制开关K1、电压传感器PT、电流传感器CT，功率绕线电阻R的两端并接到控制开关K1的主触点上，功率绕线电阻R和控制开关K1共同构成变压器L的外置可调阻抗；功率绕线电阻R的一端与电网连接，另一端与电压传感器PT连接，电压传感器PT通过电流传感器CT与变压器L连接；所述控制电路包括模拟信号接收电路、模拟信号比较电路、逻辑电平转换电路、时间继电器J、开关量输入输出电路，电压传感器PT、电流传感器CT均与模拟信号接收电路相连，模拟信号接收电路与模拟信号比较电路相连，模拟信号比较电路、时间继电器J均与逻辑电平转换电路相连，逻辑电平转换电路与开关量输入输出电路相连，开关量输入输出电路通过电缆与控制开关K1相连。在上述技术方案的基础上，所述模拟信号接收电路包括第一运算放大器0P1、第二运算放大器0P2，电压传感器PT的输出端通过电缆连接到第一运算放大器0P1的同相输入端，第一运算放大器0P1接收电压传感器PT输出的电压信号V，第一运算放大器0P1输出的电压信号为VO ;电流传感器CT的输出端通过电缆连接到第二运算放大器0P2的同相输入端，第二运算放大器0P2接收电流传感器CT输出的电流信号A，第二运算放大器0P2输出的电流信号为A0。在上述技术方案的基础上，所述模拟信号比较电路包括电压基准源、电流基准源、第一比较器CMP1和第二比较器CMP2，第一比较器CMP1的反相输入端与电压基准源相连，第一比较器CMP1的同相输入端连接到第一运算放大器0P1的输出端，CMP1接收0P1输出的电压信号V0，第一比较器CMP1输出的电压信号为VI ;第二比较器CMP2的反相输入端与电流基准源相连，第二比较器CMP2的同相输入端与第二运算放大器0P2的输出端相连，CMP2接收0P2输出的电流信号A0，CMP2输出的电流信号为A1。在上述技术方案的基础上，所述电压基准源的电平值是额定电压*80 %。在上述技术方案的基础上，所述电流基准源的电平值是额定电流*80%。在上述技术方案的基础上，所述控制开关K1包括3个控制接口:反馈接口、分闸接口、合闸接口，每个接口连接2根电缆。在上述技术方案的基础上，所述开关量输入输出电路包括第一光親IN1、第二光親IN2、第三光耦IN3、中间继电器0C，第一光耦IN1的输入端连接到用户的起动命令，输出引脚信号为Start ;第二光耦IN2的输入端连接到用户的停止命令，输出引脚信号为Stop，第三光耦IN3的输入端连接到主电路中控制开关K1的反馈接口，输出引脚信号为State ;中间继电器0C由线包、第一触点0U1、第二触点0U2组成，线包的控制引脚连接到逻辑电平转换电路，第一触点0U1是常闭点，连接到主电路中控制开关K1的分闸接口，第二触点0U2是常开点，连接到主电路中控制开关K1的合闸接口。在上述技术方案的基础上，所述逻辑电平转换电路包括第一与门AND1、第二与门AND2、逻辑电路L0G，AND1和AND2是两个逻辑门，功能是实现“逻辑与”，其中，AND1是“三输入”与门，AND2是“双输入”与门；L0G是由三极管和二极管构成的逻辑电路；AND1的三个输入端分别连接到CMP1的输出端、CMP2的输出端、时间继电器J的输出端，其信号分别为V1、A1和Tl，AND1输出的信号为SI ；ADN2的两个输入端分别连接到AND1的输出端、第二光耦IN2的输出端，其信号分别为S1和S2，AND2输出的信号为S3 ;逻辑电路LOG的输入端包括State、Stop、Start，分别连接到第三光耦IN3的输出端、第二光耦IN2的输出端、第一光耦IN1的输出端，LOG输出的控制信号为0N/0FF。在上述技术方案的基础上，所述时间继电器J包括线包控制引脚、延迟时间设置引脚、输出端，线包控制引脚连接到LOG的输出端，接收LOG输出的控制信号0N/0FF，延迟时间设置引脚的输入是用户设置的延时时间，时间继电器J的输出端与第一与门AND1的输入端连接，时间继电器J输出的信号为高电平T1。在上述技术方案的基础上，所述电缆采用单芯2.5mm2铜芯聚氯乙烯绝缘护套编织屏蔽控制电缆。与现有技术相比，本技术的优点如下:(1)本技术将功率绕线电阻R作为外置阻抗，串联到用户的变压器中，在变压器合闸瞬间，作为变压器的内阻；当没有外置阻抗时，变压器合闸瞬间，内部磁场未建立，激磁涌流约为:1m = Ue/Rdc, Im为激磁涌流，Ue为合闸电压，Rdc为变压器的直流阻抗；由于通常的变压器直流阻抗远小于其感抗，所以激磁涌流会达到10倍额定电流后才会振荡衰减到额定值，采用功率绕线电阻作为外置阻抗后，激磁涌流约为:1m’ = Ue/(Rdc+R)，Im’为增加外置阻抗后的激磁涌流，功率绕线电阻R为外置电阻的阻抗，因此，从理论上，增加了外置阻抗后，可以减小激磁涌流，减小的程度与外置阻抗的大小有关。本技术应用在大功率高压变频器的变压器上电过程，运用此电路给高压大功率变压器上电，能够有效减小变压器上电瞬间的激磁涌流，增强电网的可靠性。(2)当变压器的容量越大，变压器的直流阻抗越小，根据(1)中的理论，合闸时的激磁涌流幅度会越大，振荡衰减到额定值的时间会更长。采用功率绕线电阻作为外置阻抗，配合延时合闸时间，利用时间继电器，提供合适的延时时间，让大容量的变压器的激磁涌流能够适时衰减到额定值。(3)本技术利用功率绕线电阻R，配合控制开关K1，作为外置阻抗，在变压器上电时，投入外置阻抗；在变压器激磁完成、激磁涌流降低到额定状态后，功率绕线电阻R上的控制开关K1闭合，短接了功率绕线电阻R的两端，电流不经过R，相当于切除外置阻抗，实现了变压器内阻的调节，使得用户的变压器在上电过程中的激磁涌流大大降低，在上电后能够正常带负载运行。由于外置功率绕线电阻在上电过程中，与变压器的直流阻抗串联在一起，降低了激磁涌流，所以电源输入端高压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工频变压器的激磁涌流抑制电路，用于将变压器L接入电网Vg，该激磁涌流抑制电路包括主电路和控制电路，主电路的一端与电网Vg连接，另一端与变压器L连接，其特征在于：所述主电路包括功率绕线电阻R、控制开关K1、电压传感器PT、电流传感器CT，功率绕线电阻R的两端并接到控制开关K1的主触点上，功率绕线电阻R和控制开关K1共同构成变压器L的外置可调阻抗；功率绕线电阻R的一端与电网连接，另一端与电压传感器PT连接，电压传感器PT通过电流传感器CT与变压器L连接；所述控制电路包括模拟信号接收电路、模拟信号比较电路、逻辑电平转换电路、时间继电器J、开关量输入输出电路，电压传感器PT、电流传感器CT均与模拟信号接收电路相连，模拟信号接收电路与模拟信号比较电路相连，模拟信号比较电路、时间继电器J均与逻辑电平转换电路相连，逻辑电平转换电路与开关量输入输出电路相连，开关量输入输出电路通过电缆与控制开关K1相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毛康宇，史望龙，宁国云，王怡华，
申请(专利权)人：大禹电气科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42