一种多台并联变压器励磁涌流抑制控制方法以及装置制造方法及图纸

本公开是关于一种多台并联变压器励磁涌流抑制控制方法以及装置。其中，该方法包括：根据并联变压器、限流电阻、主控闸连接关系建立多台并联变压器励磁涌流抑制拓扑，并基于所述并联变压器中各变压器高压侧绕组等效阻抗、线路等效电阻计算所述限流电阻阻值；在多台并联变压器励磁涌流抑制控制系统模型中，根据所述主控闸预设分闸电压相角，计算所述并联变压器中各变压器的剩磁感应强度；根据所述并联变压器中各变压器的剩磁感应强度计算合闸时刻，完成多台并联变压器励磁涌流抑制控制。本公开通过多台并联变压器拓扑的抑制励磁涌流进行了分析，计算拓扑中限流电阻,确定了分相合闸相位时间，减少了合闸冲击，延长了变压器寿命。延长了变压器寿命。延长了变压器寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种多台并联变压器励磁涌流抑制控制方法以及装置


[0001]本公开涉及新能源领域，具体而言，涉及一种多台并联变压器励磁涌流抑制控制方法以及装置。

技术介绍

[0002]大型地面并网光伏电站是指与公共电网相联接且共同承担供电任务的太阳能光伏电站，它是太阳能光伏发电进入大规模商业化发电阶段，成为电力工业组成部分的重要发展方向。在现有的应用场景中，大型地面并网光伏电站的光伏并网模型为先由多个太阳能电池板组成的光伏阵列实现1MWp能级发电，再经多个汇流箱接1台光伏逆变器，每1台光伏逆变器接1台双分裂并网变压器，每4台并网变压器高压侧由同一馈线接10kV电网。其一次接线图请参考图1。
[0003]在夜间，光伏逆变器停止发电，光伏场站的升压并网变压器和光伏逆变器处于空载运行状态。这时，由于变压器空载励磁电流等因素的影响，变压器夜间一直处于耗电状态。据初步估算，一个8MWp的光伏电站一年夜间空载损耗总计达5万度电，电能浪费严重。基于以上问题，就需要在夜间的时候将箱变切除，但投切空载变压器时产生的励磁涌流容易引起继保装置误动、绕组机械压力增大减少变压器使用寿命及电能质量降低等。空载变压器稳态运行时，空载电流约为额定电流的0.35％～10％；但是当空载时接入电网的合闸瞬间，由于变压器铁心磁通饱和、剩磁的存在以及铁心材料的的非线性特性，在合闸瞬间可能产生很大的冲击电流，其幅值可达到稳态时的几十倍或更高，可达额定电流的6～8倍。如不采取措施，则很可能导致变压器差动保护装置误动、绕组机械应力增大及电能质量降低等问题，致使变压器无法接入电网。
[0004]在现有技术中，抑制变压器空载合闸励磁电路的方法有：
[0005](1)合闸回路串联电阻法
[0006]通常采取在断路器上并联一个电阻来减少励磁电流。这样的模型不允许有剩余磁通，并且该方法增加了投资费用和操作的复杂性。
[0007](2)变压器中性点串联电阻法
[0008]合闸瞬间，变压器铁心的主磁通是稳态磁通与暂态磁通之和，其中暂态磁通是一个衰减的非周期分量，衰减时间常数为R/L。基于此理论，在变压器中性点串联一个合适的电阻，增大R的值，可加速磁通的衰减过程，在合闸完毕后去掉这个电阻，从而降低合闸时刻稳态电流的幅值和励磁电流的暂态持续时间，以达到抑制电流的目的。此方法虽然可以加速铁心磁通的衰减，降低励磁电流的暂态持续时间，但是在合闸瞬间(t＝0)的励磁电流仍然很高，抑制效果不很理想。
[0009](3)并联电容器法:励磁电流是由于变压器内磁通饱和而引起的，如果采取措施限制绕组内磁通达到饱和点，也就达到削弱励磁电流的目的。在变压器低压侧并联电容器就是基于这种思想提出的，如果在变压器低压侧并联一个电容器，在变压器低压侧产生的磁通就和高压侧磁通极性相反，这样就排除了绕组内磁通饱和的可能性，该方法的优点是不
论控制三相合闸角为多少，均能在一定程度上削弱励磁电流。缺点在于对电容器电容值的选取，电容值过大或过小均不能满足要求。电容值过大，会使变压器与电容器组合成的系统谐振频率降低，从而使变压器难以被激磁；电容值过小，会无法满足削弱励磁电流的需要。
[0010]采用此方法，会由于电容器值不同，励磁电流的峰值变化很大，故在采取此方法前，必须知道变压器的励磁特性，以便对变压器空合闸时的暂态现象进行模拟，以选取合适的电容值。而且在变压器低压侧并联合适的电容器需要对变压器的励磁特性进行精确模拟而存实际工程中要得到一个直实的变压器励磁特性是比较困难的。
[0011]因此，需要一种或多种方法解决上述问题。
[0012]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0013]本公开的目的在于提供一种多台并联变压器励磁涌流抑制控制方法以及装置，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
[0014]根据本公开的一个方面，提供一种多台并联变压器励磁涌流抑制控制方法，包括：
[0015]根据并联变压器、限流电阻、主控闸连接关系建立多台并联变压器励磁涌流抑制拓扑，并基于所述并联变压器中各变压器高压侧绕组等效阻抗、线路等效电阻计算所述限流电阻阻值，完成多台并联变压器励磁涌流抑制控制系统建模；
[0016]在多台并联变压器励磁涌流抑制控制系统模型中，根据所述主控闸预设分闸电压相角，计算所述并联变压器中各变压器的剩磁感应强度；
[0017]根据所述并联变压器中各变压器的剩磁感应强度计算合闸时刻，完成多台并联变压器励磁涌流抑制控制。
[0018]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0019]根据并联变压器、限流电阻、主控闸连接关系建立多台并联变压器励磁涌流抑制拓扑，并基于所述并联变压器中各变压器高压侧绕组等效阻抗、线路等效电阻计算所述限流电阻阻值为
[0020][0021]其中，R
z
为限流电阻阻值，R
s
为线路等效电阻，R
i
为所述并联变压器中各变压器高压侧绕组等效阻抗，ω为电网频率，L为所述并联变压器中各变压器高压侧绕组等效电感。
[0022]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0023]在多台并联变压器励磁涌流抑制控制系统模型中，根据所述主控闸前序分闸时电压相角，基于计算所述并联变压器中各变压器的剩磁感应强度B；
[0024]其中，U
s
为所述并联变压器中各变压器高压侧电压，β为主控闸前序分闸时电压相角，N为所述并联变压器中各变压器变比，S为所述并联变压器中各变压器铁心横截面积。
[0025]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0026]根据所述并联变压器中各变压器的剩磁感应强度计算合闸时刻
[0027][0028]其中，φ
γ
＝BS为剩磁磁通量，φ
m
为合闸时刻感应磁通量；
[0029]在所述合闸时刻对A相合闸。
[0030]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0031]在所述合闸时刻对A相合闸后，在A相合闸后的1/4个电网频率周期后，对B相、C相合闸，完成多台并联变压器励磁涌流抑制控制。
[0032]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0033]在多台并联变压器励磁涌流抑制控制系统模型中，根据所述主控闸预设分闸电压相角，计算所述并联变压器中各变压器的剩磁感应强度；
[0034]基于dq坐标变换的高精度快速锁相环技术PLL对所述多台并联变压器励磁涌流抑制控制系统模型中母线三相相电压进行采样，获取三相电压相位；
[0035]根据所述并联变压器中各变压器的剩磁感应强度及三相电压相位计算合闸时刻，完成多台并联变压器励磁涌流抑制控制。
[0036]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多台并联变压器励磁涌流抑制控制方法，其特征在于，所述方法包括：根据并联变压器、限流电阻、主控闸连接关系建立多台并联变压器励磁涌流抑制拓扑，并基于所述并联变压器中各变压器高压侧绕组等效阻抗、线路等效电阻计算所述限流电阻阻值，完成多台并联变压器励磁涌流抑制控制系统建模；在多台并联变压器励磁涌流抑制控制系统模型中，根据所述主控闸预设分闸电压相角，计算所述并联变压器中各变压器的剩磁感应强度；根据所述并联变压器中各变压器的剩磁感应强度计算合闸时刻，完成多台并联变压器励磁涌流抑制控制。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据并联变压器、限流电阻、主控闸连接关系建立多台并联变压器励磁涌流抑制拓扑，并基于所述并联变压器中各变压器高压侧绕组等效阻抗、线路等效电阻计算所述限流电阻阻值为其中，R
z
为限流电阻阻值，R
s
为线路等效电阻，R
i
为所述并联变压器中各变压器高压侧绕组等效阻抗，ω为电网频率，L为所述并联变压器中各变压器高压侧绕组等效电感。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在多台并联变压器励磁涌流抑制控制系统模型中，根据所述主控闸前序分闸时电压相角，基于计算所述并联变压器中各变压器的剩磁感应强度B；其中，U
s
为所述并联变压器中各变压器高压侧电压，β为主控闸前序分闸时电压相角，N为所述并联变压器中各变压器变比，S为所述并联变压器中各变压器铁心横截面积。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述并联变压器中各变压器的剩磁感应强度计算合闸时刻其中，φ
γ
＝BS为剩磁磁通量，φ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴理心，尹靖元，霍群海，韦统振，张桐硕，
申请(专利权)人：齐鲁中科电工先进电磁驱动技术研究院，
类型：发明
国别省市：