一种降低变压器空载合闸涌流的方法和新能源变压器技术

本发明专利技术公开了一种降低变压器空载合闸涌流的方法和新能源变压器，属于变压器技术领域。本发明专利技术的降低变压器空载合闸涌流的方法，将变压器的三相高压线圈采用星形

【技术实现步骤摘要】
一种降低变压器空载合闸涌流的方法和新能源变压器


[0001]本专利技术涉及一种变压器合闸控制方法，更具体地说，涉及一种降低变压器空载合闸涌流的方法和新能源变压器。

技术介绍

[0002]新能源箱式变压器是新能源发电和储能必须用的设备。新能源变压器综合负载率比较低，以光伏发电为例，白天有太阳时可以发电，变压器负载运行，到了晚上就空载运行。在我国，可以发电的年光照时间最高不到20％，也就是说变压器基本是空载运行，空载损耗就一直存在。风力发电和储能同样存在这个问题。
[0003]国家出台了新的能效标准，大幅降低变压器空负载损耗。在材料性能没有变的情况下，为了达到能效标准，只能降低铁心的磁密和铜线的电密，使得变压器的材料成本大幅增加。原材料的大量使用也增加了碳的排放。行业内对新能源变压器的工作特性也都提出了没有载荷时将变压器退出电网的思考，需要使用时再挂网。频繁对变压器进行空载合闸，合闸涌流对变压器是巨大的冲击。合闸涌流会达到额定电流的6到8倍，会导致变压器故障频发。在现有技术条件下暂时无法实现。
[0004]合闸涌流大的物理原因是铁心磁路的过饱和。有效降低合闸过程中的磁饱和问题是解决问题的关键。减小磁饱和程度有两个办法，第一是有效控制合闸瞬间的电压相位角，第二是降低变压器的正常工作磁密。控制合闸瞬间的电压相位角难度较大，无法很准确控制。直接降低变压器工作磁密，对变压器的制造成本影响巨大。
[0005]王继豪等人提出《空载合闸励磁涌流对变压器绕组受力的影响》(王继豪，曹志伟，孙福春等.山东电力技术，第48卷(总第286期)，2021年第9期，发表时间2021年9月25日)，研究了励磁涌流作用下变压器高压绕组受力情况，励磁涌流的破坏作用具有累计效应且不易察觉，是导致变压器故障的潜在因素之一。并提出采用串联合闸电阻、选相合闸等方式抑制励磁涌流。中国专利号ZL201810803204.7公开了“一种变压器空载合闸励磁涌流抑制装置及方法”，其装置包括用于将变压器投入到系统电源的投切装置、用于调整系统电源的等效内阻的电阻、以及用于控制投切装置的投切以及控制电阻的接入系统电源或从系统电源断开的控制回路，其通过改变系统电源的内阻，进而限制系统电源的供给容量，使其不具备供给励磁涌流的容量。上述采用串联合闸电阻的方式，需要接入可调电阻，由于目前尚无可用的线性可调电阻，因此其采用多电阻多开关短接的方式来改变电阻的阻值，增加了电路复杂程度和开关控制难度，在行业中没有得到推广应用。

技术实现思路

[0006]1.专利技术要解决的技术问题
[0007]本专利技术的目的在于克服现有变压器空载合闸涌流大而不利于频繁对变压器进行退网和挂网操作的不足，提供一种降低变压器空载合闸涌流的方法和新能源变压器，采用本专利技术的技术方案，利用高压线圈的星形接线磁通密度小于三角形接线磁通密度的特点，
在空载合闸时采用高压线圈星形接线，合闸后正常运行切换至三角形接线，有效抑制了变压器合闸时的涌流，具有方法简单易行，实施方便等优点；并且，使变压器的频繁分合闸操作成为可能，尤其在新能源变压器空载时能够实现退网，有负载时挂网，消除了新能源变压器无负载时的空载损耗，节能减排。
[0008]2.技术方案
[0009]为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：
[0010]本专利技术的一种降低变压器空载合闸涌流的方法，变压器的三相高压线圈采用星形
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三角形变换接法，在空载合闸时三相高压线圈采用星形接线；在合闸完成后将三相高压线圈带电变换为三角形接线。
[0011]更进一步地，所述空载合闸动作由用于使三相高压线圈合闸的投切开关完成。
[0012]更进一步地，三相高压线圈的星形
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三角形变换动作由有载星角转换开关完成。
[0013]更进一步地，所述有载星角转换开关包括第一开关、第二开关、第三开关和过渡电阻，所述第一开关和第二开关设于三相高压线圈的星形
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三角形变换电路节点处，在第一开关闭合、第二开关断开时为星形接线，在第一开关断开、第二开关闭合时为三角形接线；所述过渡电阻串联在相邻相高压线圈的三角形接线线路上，所述第三开关和过渡电阻并联，用于对过渡电阻进行短接。
[0014]更进一步地，在三相高压线圈的星形
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三角形变换过程中，所述第一开关和第二开关具有同时处于闭合状态的过渡瞬间，使有载星角转换开关在不断电的状态下进行切换。
[0015]更进一步地，具体合闸步骤如下：
[0016]S1、合闸前，所述有载星角转换开关的第一开关闭合、第二开关和第三开关断开，三相高压线圈为星形接线；
[0017]S2、在步骤S1状态下，所述投切开关闭合，变压器的三相高压线圈在星形接线状态下运行；
[0018]S3、延时至电流基本稳定后，所述有载星角转换开关由第一开关闭合、第二开关断开转换为第二开关闭合、第一开关断开，使三相高压线圈为三角形接线；
[0019]S4、在步骤S3状态下，所述有载星角转换开关的第三开关闭合，使过渡电阻短接，完成合闸过程。
[0020]更进一步地，在将变压器退出电网时，所述投切开关断开后，所述有载星角转换开关复位至步骤S1的星形接线状态。
[0021]更进一步地，在投切开关闭合且变压器空载运行时，所述有载星角转换开关的第一开关闭合、第二开关断开，使三相高压线圈采用星形接线运行，用于降低空载运行损耗。
[0022]更进一步地，所述投切开关和有载星角转换开关的第一开关、第二开关和第三开关采用开合闸控制系统自动控制各个开关的开合逻辑。
[0023]本专利技术的一种新能源变压器，该新能源变压器的三相高压线圈采用星形
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三角形变换接法，在三相高压线圈的首端与电网之间连接有投切开关，在三相高压线圈的尾端连接有载星角转换开关，所述有载星角转换开关包括第一开关、第二开关、第三开关和过渡电阻，在第一开关闭合、第二开关断开时为星形接线，在第一开关断开、第二开关闭合时为三角形接线；所述过渡电阻串联在相邻相高压线圈的三角形接线线路上，所述第三开关和过渡电阻并联，用于对过渡电阻进行短接。
[0024]更进一步地，在有载星角转换开关的星形
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三角形变换过程中，所述第一开关和第二开关具有同时处于闭合状态的过渡瞬间，使有载星角转换开关在不断电的状态下进行切换。
[0025]更进一步地，所述投切开关和有载星角转换开关的第一开关、第二开关和第三开关采用开合闸控制系统自动控制各个开关的开合逻辑。
[0026]3.有益效果
[0027]采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
[0028](1)本专利技术的一种降低变压器空载合闸涌流的方法，其变压器的三相高压线圈采用星形
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三角形变换接法，在空载合闸时三相高压线圈采用星形接线，在合闸完成后将三相高压线圈带电变换为三角形接线，利用高压线圈的星形接线磁通密度小于三角形接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低变压器空载合闸涌流的方法，其特征在于：变压器的三相高压线圈采用星形
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三角形变换接法，在空载合闸时三相高压线圈采用星形接线；在合闸完成后将三相高压线圈带电变换为三角形接线。2.根据权利要求1所述的降低变压器空载合闸涌流的方法，其特征在于：所述空载合闸动作由用于使三相高压线圈合闸的投切开关(1)完成。3.根据权利要求2所述的降低变压器空载合闸涌流的方法，其特征在于：三相高压线圈的星形
‑
三角形变换动作由有载星角转换开关(2)完成。4.根据权利要求3所述的降低变压器空载合闸涌流的方法，其特征在于：所述有载星角转换开关(2)包括第一开关(2
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1)、第二开关(2
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2)、第三开关(2
‑
3)和过渡电阻(2
‑
4)，所述第一开关(2
‑
1)和第二开关(2
‑
2)设于三相高压线圈的星形
‑
三角形变换电路节点处，在第一开关(2
‑
1)闭合、第二开关(2
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2)断开时为星形接线，在第一开关(2
‑
1)断开、第二开关(2
‑
2)闭合时为三角形接线；所述过渡电阻(2
‑
4)串联在相邻相高压线圈的三角形接线线路上，所述第三开关(2
‑
3)和过渡电阻(2
‑
4)并联，用于对过渡电阻(2
‑
4)进行短接。5.根据权利要求4所述的降低变压器空载合闸涌流的方法，其特征在于：在三相高压线圈的星形
‑
三角形变换过程中，所述第一开关(2
‑
1)和第二开关(2
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2)具有同时处于闭合状态的过渡瞬间，使有载星角转换开关(2)在不断电的状态下进行切换。6.根据权利要求5所述的降低变压器空载合闸涌流的方法，其特征在于：具体合闸步骤如下：S1、合闸前，所述有载星角转换开关(2)的第一开关(2
‑
1)闭合、第二开关(2
‑
2)和第三开关(2
‑
3)断开，三相高压线圈为星形接线；S2、在步骤S1状态下，所述投切开关(1)闭合，变压器的三相高压线圈在星形接线状态下运行；S3、延时至电流基本稳定后，所述有载星角转换开关(2)由第一开关(2
‑
1)闭合、第二开关(2
‑
2)断开转换为第二开关(2
‑
2)闭合、第一开关(2
‑
1)断开，使三相高压线圈为三角形接线；S4、在步骤S3状态下，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：项大卫，
申请(专利权)人：江苏金诺电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：