[發(fā)明專利]一種抑制變壓器空載合閘涌流的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710034723.3
• 申請日: 2007-04-13
• 公開（公告）號: CN101075498A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張鐵軍;陳剛;張少云;張斌;歐英;彭勃;陳雪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國南車集團株洲電力機車研究所;株洲變流技術(shù)國家工程研究中心
• 主分類號: H01F27/34
• 分類號: H01F27/34;H01F27/40;H02H7/04
• 代理公司: 株洲市美奇知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王法男

1.一種抑制變壓器空載合閘涌流的裝置，其特征在于它包括：

由一個或多個晶閘管功率模塊構(gòu)成的晶閘管組(4)，該晶閘管組(4)串聯(lián)在交流電源開關(guān)與變壓器之間，每相交流電都對應(yīng)有一套晶閘管組，構(gòu)成所述晶閘管組(4)的晶閘管功率模塊為兩個晶閘管反并聯(lián)構(gòu)成，晶閘管功率模塊之間采用串聯(lián)連接，且每個晶閘管功率模塊兩端都并聯(lián)阻容電路；

一個旁路接觸器(5)，該旁路接觸器(5)與所述晶閘管組(4)并聯(lián)連接；

一個控制單元(9)，該控制單元(9)的控制觸發(fā)脈沖輸出端與所述晶閘管組(4)的控制端相連；

還包括分別檢測電源電壓的前端電壓互感器(2)、檢測變壓器相電流的電流互感器(3)以及檢測變壓器電壓的末端電壓互感器(7)，所述前端電壓互感器(2)、電流互感器(3)和末端電壓互感器(7)的信號輸出端分別與所述控制單元(9)的對應(yīng)輸入端相連。

2.如權(quán)利要求1的一種抑制變壓器空載合閘涌流的裝置，其特征在于所述晶閘管組(4)的控制端通過光纖(10)與控制單元(9)的控制觸發(fā)脈沖輸出端相連。

3.如權(quán)利要求1的一種抑制變壓器空載合閘涌流的裝置，其特征在于所述旁路接觸器(5)與地之間連接有避雷器(6)。

4.一種應(yīng)用如權(quán)利要求1所述的抑制變壓器空載合閘涌流的裝置來抑制變壓器空載合閘涌流的方法，其特征在于它包括以下步驟：

第一步，合交流電源開關(guān)，使變壓器繞組通過晶閘管功率模塊兩端并聯(lián)的阻容電路與電源相連，從而在變壓器內(nèi)部建立預(yù)充磁磁鏈，在變壓器內(nèi)部建立預(yù)充磁磁鏈后，檢測通過晶閘管功率模塊兩端并聯(lián)的阻容電路耦合到變壓器繞組上的電壓大小和相位，獲得該電壓建立的預(yù)充磁磁鏈大小和相位；

第二步，選擇任意相繞組為首合相繞組，根據(jù)上述第一步得到該相預(yù)充磁磁鏈的大小和相位以及額定電壓直接加在變壓器上在該相建立的磁鏈大小和相位，按照合閘前后磁鏈瞬時值相等的原則計算首合相繞組切入電網(wǎng)時刻，即相關(guān)相晶閘管組觸發(fā)導(dǎo)通時刻；

第三步，計算首合相合閘后其它相磁鏈的大小和相位，根據(jù)該磁鏈的大小和相位以及額定電壓直接加在變壓器上所建立的相應(yīng)相的磁鏈大小和相位，按照合閘前后磁鏈瞬時值相等的原則計算其他相繞組切入電網(wǎng)時刻，即相關(guān)相晶閘管組觸發(fā)導(dǎo)通時刻；

第四步，變壓器各繞組都投入電網(wǎng)后，將旁路接觸器常開觸點閉合，從而通過旁路接觸器給變壓器供電，完成整個合閘操作。

5.如權(quán)利要求4的一種抑制變壓器空載合閘涌流的方法，其特征在于所述第一步中獲得預(yù)充磁磁鏈大小和相位的方法是：

交流電源開關(guān)合閘上電后，檢測耦合到變壓器上的電壓大小，以電網(wǎng)線電壓U_uv正向過零點作為坐標(biāo)原點，則可得到首合相電壓的相位，將該電壓記做且有：其中U_2m為耦合到變壓器首合相上的電壓的最大值、θ為超前電網(wǎng)電壓的相位角；

選擇額定電壓作為基值，將標(biāo)幺化為：由于電壓和磁鏈的大小成正比，電壓和它自身所建立磁場的磁鏈的最大值的標(biāo)幺值相等，在相位上電壓超前磁鏈90°，因此所建立磁場的磁鏈標(biāo)幺值為：

6.如權(quán)利要求4的一種抑制變壓器空載合閘涌流的方法，其特征在于所述第二步中計算首合相繞組切入電網(wǎng)時刻的方法是：

選擇A相繞組為首合相繞組，電網(wǎng)線電壓U_uv在A相繞組中建立的磁鏈標(biāo)幺化后可以表示為：1×sin(ωt-90°)；

A相繞組切入電網(wǎng)的時刻可以通過方程來確定，其中U_2m為耦合到變壓器首合相上的電壓的最大值、θ為超前電網(wǎng)電壓的相位角；對于三角形接法的變壓器，在計算得到的A相繞組投入時刻，將與A相繞組相對應(yīng)的U、V兩相晶閘管組觸發(fā)并維持導(dǎo)通。

7.如權(quán)利要求4的一種抑制變壓器空載合閘涌流的方法，其特征在于所述第三步中計算其他相繞組切入電網(wǎng)時刻的方法是：

B、C相繞組投入時刻按照-0.5×sin(ωt-90°)＝1×sin(ωt-120°-90°)號來確定，可得到B、C相繞組投入時刻所對應(yīng)的角度為k*180°，其中k為自然數(shù)。