[實用新型]多繞組移相變壓器光纖差動保護裝置

有效

• 申請號: 201520054259.4
• 申請日: 2015-01-27
• 公開（公告）號: CN204349425U
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 張琦
• 申請（專利權）人: 張琦
• 主分類號: H02H7/045
• 分類號: H02H7/045
• 代理公司: 上海浦東良風專利代理有限責任公司 31113
• 代理人: 陳志良

技術領域

本實用新型涉及一種多繞組移相變壓器光纖差動保護裝置，尤其適用于單元串聯多電平拓撲結構的高壓變頻器輸入移相變壓器的差動保護。

背景技術

目前國產高壓變頻器的主流方案是功率單元串聯多電平方案，其輸出電壓等級一般在3kV~11kV之間，根據輸出電壓的不同，變頻器每相輸出一般由3~9個功率單元串聯連接組成，三相一共有9~27個功率單元。該變頻器拓撲方案的原理要求每個功率單元的供電都是相互獨立的，因此該類型的高壓變頻器都需要配置輸入多繞組變壓器，其二次側繞組數與功率單元個數相同。為滿足高壓變頻器網側諧波電流和諧波電壓指標滿足GB14549-93和IEEE519標準的要求，高壓變頻器輸入多繞組變壓器的二次側繞組之間都有一定的相移角度，以形成等效的多脈沖整流拓撲，以減小網側電流和電壓諧波。隨著高壓變頻器的廣泛應用，其功率等級不斷擴大，目前國產高壓變頻器的單機容量已經超過25MVA，其輸入配置的多繞組移相變壓器單機容量也超過10MVA等級。根據繼電保護和安全自動裝置技術規程GB/T14285-2006的規定，大功率變壓器需要配置差動保護裝置作為其設備的主保護，由于此類高壓變頻器配置的輸入多繞組移相變壓器的二次側繞組數過多，且繞組之間還有一定的相移，常規的差動保護裝置無法滿足此類變壓器的差動保護要求。

目前，對于一般的現場應用，此類高壓變頻器的輸入多繞組移相變壓器沒有配置差動保護裝置，僅配置一次側的過流和過載保護，二次側繞組一旦短路，不能有效保護變壓器及變頻器整機，也有少量論文和專利提及關于此類變壓器的差動保護方法或裝置，但或者是理論性的原理方法，不便于實現；或者沒有考慮到一次側電流與二次側電流之間以及二次側電流之間的相移處理，存在漏洞或缺陷。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種易于實現，可靠性高并且適用于多繞組移相變壓器的光纖差動保護裝置，該差動保護裝置可以有效解決此類多繞組移相變壓器二次繞組數眾多，一次側和二次側電流之間以及二次側各繞組電流之間存在相移而不便于實現差動保護的問題。

本實用新型是這樣實現的：一種多繞組移相變壓器光纖差動保護裝置，包括電流采樣板單元，分壓電阻單元，差動保護核心板單元和人機界面單元，所述的人機界面單元與差動保護核心板單元通過串行通信連接，所述電流采樣板單元由n個電流采樣板組成，n為多繞組移相變壓器的二次側繞組數或者該變壓器的二次側繞組數與一次側繞組數之和，所述電流采樣板分別通過光纖與差動保護核心板單元連接，所述分壓電阻單元一端連接至差動保護核心板單元，另一端連接至多繞組移相變壓器的一次側。

所述光纖差動保護裝置的差動保護核心板單元與多繞組移相變壓器的一次側連接，對一次側電壓信號與一次側電流信號進行采樣，所述光纖差動保護裝置的電流采樣板單元與多繞組移相變壓器的二次側連接，對多繞組移相變壓器的二次側電流信號進行采樣。。

所述差動保護核心板單元具有信號調理模塊和數模轉換模塊，所述差動保護核心板單元還具有干接點輸出接口模塊，與變頻器主控系統相連。

所述多繞組移相變壓器的一次側電流檢測輸出可以直接連接至差動保護核心板單元，也可以先連接至電流采樣板，再通過光纖連接至差動保護核心板單元。

本實用新型的有益效果：

1）通過電流測量板單元測量變壓器二次側每個繞組的電流，并轉換為數字信號后分別通過光纖傳送給差動保護核心板單元，有效解決了電流測量的同步性以及絕緣和電隔離的問題。

2）通過高速光纖傳送電流信號，可以解決信號傳輸過程中的電磁干擾問題，提高了裝置的可靠性。

3）通過測量多繞組移相變壓器一次側電流和電壓，以及所有二次側繞組的電流，差動保護核心板單元進行移相等信號處理相關算法，可以實時比較一次側電流和二次側電流，解決了該類變壓器信號進行采樣難以進行差動保護的問題。

下面結合附圖對本實用新型進一步說明。

附圖說明

圖1是本實用新型的組成示意框圖。

圖2是本實用新型的應用實施例1示意圖。

圖3是本實用新型的應用實施例2示意圖。

圖4是本實用新型中差動保護核心板單元的邏輯框圖。

圖5是本實用新型中電流測量板的邏輯框圖。

圖6是本實用新型中分壓電阻單元的示意框圖。

具體實施方式