变压器励磁涌流的抑制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种变压器励磁涌流的抑制方法及装置，要解决的技术问题是消除空投变压器产生励磁涌流，采用以下步骤：（１）上电；（２）检测变压器电源侧电压实时周期值；（３）计算单位相位角时间；（４）计算相位角为９０度的整数倍角度上时执行合／分闸的时刻；（５）下达合／分闸命令；（６）执行合／分闸命令，一种变压器励磁涌流的抑制装置，变压器电源侧连接有断路器，所述断路器的合／分闸控制端连接涌流抑制器的输出端，涌流抑制器包括测量电路和运算电路，测量电路的输入端接收三相电源电压中的任一相电压输入信号，与现有技术相比，在电源电压的相位角为９０度或２７０度时及时准确地给变压器投入电源，消除励磁涌流，提高电力变压器继电保护动作可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力变压器励磁涌流的抑制方法及装置。
技术介绍
励磁涌流是施加在电力变压器初级或次级绕组上的电压发生突增时产生的。它会带来如下的后果1、导致系统电压短时大幅度下降，影响系统中其他电气设备的正常工作；2、导致电力变压器继电保护误动，使投入变压器屡屡失败，对于处于冷备用状态的备用电源变压器如在工作电源失去后投入失败，意味着造成大面积停电。对于励磁涌流，国内外至今一直采取出现励磁涌流后用硬件或某种算法识别其特征并进行回避的措施来降低继电保护误动的概率。例如用速饱和变流器、二次谐波制动原理、间断角原理、波形对称原理、小波变换方法、神经网络法、磁通特性识别法、等值电路参数鉴别法、基于变压器回路方程的算法、差有功法、基于模糊逻辑的多判据法等。这些原理和算法都不能有效地解决励磁涌流引起变压器过流保护和差动保护误动的问题，这在世界上还是一个未能彻底解决的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种变压器励磁涌流的抑制方法及装置，要解决的技术问题是消除空投变压器产生过大励磁涌流引起电力系统电压的大幅下降，抑制变压器负荷引出线短路故障切除后所产生电压突增时的励磁涌流，从而避免了变压器因涌流使继电保护误动而被误切除，消除空投变压器失败的现象。本专利技术采用以下技术方案一种变压器励磁涌流的抑制方法，采用以下步骤(1)、在变压器电源侧断路器的合闸/分闸控制电路中设置测量、运算电路，并连接上电源；(2)、实时检测变压器电源侧电压任一相从电压过零点开始的实时周期值；(3)、计算该相电源电压每增加单位相位角所需的时间；(4)、计算在接收到外部合/分闸命令后断路器合/分闸操作完成点落在相位角为90度的整数倍角度上时执行合/分闸的时刻；(5)、下达合/分闸命令；(6)、控制电路在执行命令点时刻发出，执行合/分闸命令，经断路器的合/分闸动作时间后在90度的整数倍相位角上完成合/分闸操作。本专利技术的测量、运算电路在获取电源电压的实时周期并计算出每增加单位相位角的时间和执行时间段数据后，从电源电压下一个过零点开始重新测量和计算，并将上一次的周期值刷新，直至某次测量运算过程中接收到外部发来的合/分闸命令。本专利技术的测量电路连接上电源后检测变压器绕组电阻、分布电容的数值，在运算电路计算出接收外部合/分闸命令后断路器合/分闸操作完成点落在相位角为90度的整数倍角度上时执行合/分闸的时刻后，根据变压器绕组电阻、分布电容的数值，计算合/分闸操作完成落点相位角的修正值。本专利技术实时检测电源电压任一相从电压过零点开始的实时周期值为电源电压每半周的时间，计算电源电压相位角每增加单位相位角的时间为每增加1度的时间，计算断路器合/分闸点落在相位角为90度的整数倍角度时所需的执行时间段中，电源电压所包含整数个90度的个数的余下不足90度的角度，与这个角度总和对应的时间，就是断路器的合/分闸时间。本专利技术实时检测电源电压任一相从电压过零点开始每半周所需时间，采用检测电源电压过零点信号后开始计时，而在电源电压下一个过零点时停止计时，计算这段时间即得出半周期的值。本专利技术电源电压为三相时合/分闸可采用单相检测、分相控制，或单相检测，三相同时控制两种方式。电源电压为单相时则为单相检测，单相控制。本专利技术三相分相控制，控制电路按三相电源电压相角差为120度、并从接收到外部发来的合/分闸命令后从最先出现90度或270度的那一相开始依次发出三相合/分闸执行命令；对三相同时控制合/分闸的场合，捕捉最早出现那一相电压相位角为90度或270度的时刻执行三相同时合/分闸操作。一种变压器励磁涌流的抑制装置，变压器电源侧连接有断路器，所述断路器的合/分闸控制端连接涌流抑制器的输出端，涌流抑制器包括测量电路和运算电路，测量电路的输入端接收三相电源电压中的任一相电压输入信号。本专利技术的测量电路连接有控制断路器三相分相操作机构和三相同时操作机构的设置及执行部件。本专利技术的测量电路和运算电路采用单片机，单片机的输入端对三绕组变压器连接有变压器高、中、低压侧的三个同名相的电压信号输入端，变压器高、中、低压侧断路器三相的辅助接点，外部发来的三侧合断路器和分断路器的开关量信号输入端，三个高、中、低压侧断路器合闸类别选择开关量信号输入端，三个闭锁高、中、低侧断路器分/合闸的开关量信号输入端，一个远方复位开关量信号输入端；单片机的输出端连接有9个光电隔离MOSFET继电器输出的变压器高、中、低压侧断路器分相合闸控制信号输出端，9个光电隔离MOSFET继电器输出的变压器高、中、低压侧断路器分相分闸控制信号输出端，装置报警开关量信号输出端，与上位机的通讯接口。本专利技术的单片机采用SOC C8051F系列单片机，光电隔离MOSFET继电器采用AQZ164 B02型大功率光电隔离MOS继电器，或APV1122型光电隔离MOSFET驱动器与大功率MOSFET继电器的组合。本专利技术与现有技术相比，在电源电压的相位角为90度或270度时及时准确地给变压器投入电源，彻底消除励磁涌流，从而将沿用数十年的躲避励磁涌流方法变为抑制励磁涌流方法，纠正了原来一直认为无法在相位角为90度或270度不能投入的技术偏见，彻底结束空载变压器投运失败的历史。对于电力系统，不再因空投变压器产生过大励磁涌流引起电力系统电压的大幅下降。变压器负荷引出线短路故障切除后所产生电压突增时的励磁涌流被抑制，避免了变压器因涌流使保护误动而被误切除，大幅度提高电力变压器继电保护的动作可靠性，并提高切除故障速度。附图说明图1是变压器的原理图。图2是本专利技术变压器励磁涌流的抑制装置的电路框图。图3是本专利技术变压器励磁涌流的抑制方法的示意图。图4是本专利技术变压器励磁涌流的抑制方法的流程图。图5是本专利技术变压器励磁涌流的抑制方法合闸中断流程图。图6是本专利技术变压器励磁涌流的抑制方法分闸中断流程图。图7是本专利技术变压器励磁涌流的抑制装置的连接图。图8是本专利技术变压器励磁涌流的抑制方法的应用图。图9是本专利技术变压器励磁涌流的抑制装置实施例的连接图。图10是本专利技术变压器励磁涌流的抑制方法实施例的示意图。具体实施例方式下面结合附图和实施示例对本专利技术作进一步详细说明。如图1所示，N1及N2分别为变压器初级及次级绕组的匝数，u1为施加在初级绕组上的交流电压，当开关K合上时将产生电流i1，及在铁心中出现交变磁通Φ。变压器次级绕组将产生感应电压U2。u1可由下式描述u1＝√2U1Sin(ωt+α) --(1)式中α为t＝0时电压U1的初始相位，在t≥0区间可写出下面的方程式i1R1+N1dΦ/dt＝√2U1Sin(ωt+α) --(2)式中R1为初级绕组的电阻，如忽略电阻R1，则上式可简化为N1dΦ/dt＝√2U1Sin(ωt+α) --(3) 求解微分方程得Φ＝-√2U1/ωN1cos(ωt+α)+C --(4)积分常数c由初始条件确定，根据磁链守恒原理，考虑变压器空载合闸前磁通为0，故可求出C＝√2U1/ωN1cosα将C代入(4)式得Φ＝-√2U1/ωN1〔cosα-cos(ωt+α)〕 --(5)令Φm＝√2U1/ωN1为稳态磁通的最大值，则(5)式可改写为Φ＝Φm〔cosα-cos(ωt+α)〕 --(6)不难看出，当投入电源或电源电压突增时，如α＝π/2，则Φ＝Φmco本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变压器励磁涌流的抑制方法，采用以下步骤：（１）、在变压器电源侧断路器的合闸／分闸控制电路中设置测量、运算电路，并连接上电源；（２）、实时检测变压器电源侧电压任一相从电压过零点开始的实时周期值；（３）、计算该相电源电压每增加单位相位角所需的时间；（４）、计算在接收到外部合／分闸命令后断路器合／分闸操作完成点落在相位角为９０度的整数倍角度上时执行合／分闸的时刻；（５）、下达合／分闸命令；（６）、控制电路在执行命令点时刻发出，执行合／分闸命令，经断路器的合／分闸动作时间后在９０度的整数倍相位角上完成合／分闸操作。

【技术特征摘要】
1.一种变压器励磁涌流的抑制方法，采用以下步骤(1)、在变压器电源侧断路器的合闸/分闸控制电路中设置测量、运算电路，并连接上电源；(2)、实时检测变压器电源侧电压任一相从电压过零点开始的实时周期值；(3)、计算该相电源电压每增加单位相位角所需的时间；(4)、计算在接收到外部合/分闸命令后断路器合/分闸操作完成点落在相位角为90度的整数倍角度上时执行合/分闸的时刻；(5)、下达合/分闸命令；(6)、控制电路在执行命令点时刻发出，执行合/分闸命令，经断路器的合/分闸动作时间后在90度的整数倍相位角上完成合/分闸操作。2.根据权利要求1所述的变压器励磁涌流的抑制方法，其特征在于所述测量、运算电路在获取电源电压的实时周期并计算出每增加单位相位角的时间和执行时间段数据后，从电源电压下一个过零点开始重新测量和计算，并将上一次的周期值刷新，直至某次测量运算过程中接收到外部发来的合/分闸命令。3.根据权利要求2所述的变压器励磁涌流的抑制方法，其特征在于所述测量电路连接上电源后检测变压器绕组电阻、分布电容的数值，在运算电路计算出接收外部合/分闸命令后断路器合/分闸操作完成点落在相位角为90度的整数倍角度上时执行合/分闸的时刻后，根据变压器绕组电阻、分布电容的数值，计算合/分闸操作完成落点相位角的修正值。4.根据权利要求3所述的变压器励磁涌流的抑制方法，其特征在于所述实时检测电源电压任一相从电压过零点开始的实时周期值为电源电压每半周的时间，计算电源电压相位角每增加单位相位角的时间为每增加1度的时间，计算断路器合/分闸点落在相位角为90度的整数倍角度时所需的执行时间段中，电源电压所包含整数个90度的个数的余下不足90度的角度，与这个角度总和对应的时间，就是断路器的合/分闸时间。5.根据权利要求4所述的变压器励磁涌流的抑制方法，其特征在于所述实时检测电源电压任一相从电压过零点开始每半周所需时间，采用检测电源电压过零点信号后开始计时，而在电源电压下一个过零点时停止计时，计算这段时间即得出半周期的值。6.根据权利要求5所述的变压器励磁涌流的...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶念国，
申请(专利权)人：叶念国，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]