[發(fā)明專利]受控開關(guān)設(shè)備及其使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580039669.4
• 申請(qǐng)日: 2015-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN106605344B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·伊杰迪爾;P·泰爾弗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 維齊馬克斯有限公司
• 主分類號(hào): H02H9/02
• 分類號(hào): H02H9/02;H01F27/42;H02H7/04
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 鄭勇

本發(fā)明描述了一種方法和一種電路，該方法和電路用于通過考慮變壓器磁芯內(nèi)的剩余磁通量來控制具有三個(gè)極同時(shí)動(dòng)作的三相電路斷路器的合閘以減小由電力變壓器通電時(shí)產(chǎn)生的涌流。公開了一種方法以執(zhí)行變壓器的受控開關(guān)進(jìn)而減小涌流。公開了一種方法，該方法可應(yīng)用于任何結(jié)構(gòu)的變壓器，該變壓器不限于Y?Δ、Y?Y、Δ?Δ和Δ?Y，具有浮動(dòng)或接地中性線，以及任何向量組。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明通常涉及到電氣工程領(lǐng)域。本發(fā)明特別涉及一種減少由三相斷路器(CB)控制的電力變壓器通電時(shí)產(chǎn)生涌流大小的設(shè)備和方法，三相斷路器的三個(gè)極同時(shí)動(dòng)作，也被稱為三極聯(lián)動(dòng)斷路器或組合聯(lián)動(dòng)斷路器。這項(xiàng)專利也可以應(yīng)用于獨(dú)立動(dòng)作的單極斷路器，可同時(shí)閉合所有三個(gè)電極。本發(fā)明也涉及到受控開關(guān)設(shè)備(CSDs)及其使用方法。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)通常包括幾個(gè)電力變壓器裝置。這樣的電力變壓器可以用作升壓或降壓變壓器，這意味著他們是用來增加或減少一個(gè)電路的電壓水平。電力變壓器通常被電力公司用于發(fā)電、輸電和配電等應(yīng)用，也被應(yīng)用于大型能源消費(fèi)者，例如但不限于工業(yè)、石油和天然氣、鐵路運(yùn)營(yíng)商、大型建筑物和設(shè)施。

當(dāng)一個(gè)電力變壓器斷電時(shí)，剩余磁通可能留在電力變壓器的核心。眾所周知，通常由于剩余磁通，變壓器不受控制的激發(fā)有可能產(chǎn)生涌流，涌流可達(dá)到變壓器的額定電流值的數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)。這樣的情況可能會(huì)對(duì)電氣設(shè)備增加或產(chǎn)生壓力，這些電氣設(shè)備包括但不限于電力變壓器和相關(guān)的斷路器。帶來的壓力可能導(dǎo)致這些設(shè)備過早的損壞，可能會(huì)影響電力系統(tǒng)或發(fā)電廠的可靠性，也可能導(dǎo)致大停電或發(fā)電廠停機(jī)。

很多年來，各種技術(shù)被發(fā)展用來減輕和(或)減少涌流事件。一項(xiàng)著名的用來緩解電力變壓器涌流的技術(shù)是使用配備預(yù)插入電阻或合閘電阻的斷路器。當(dāng)前另一項(xiàng)減輕涌流的技術(shù)是使用斷路器的時(shí)候同時(shí)使用濾波電感器。然而，這兩個(gè)已知的技術(shù)需要使用更復(fù)雜的具有附加組件的斷路器，結(jié)果證明很大程度增加了安裝和維護(hù)成本。因此，眾所周知，這些機(jī)械附件增加了維護(hù)操作的頻率，降低了整體的可靠性。

一篇題為“通過控制開關(guān)消除變壓器涌流-I和II部分”的文章發(fā)表在期刊《美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)-電力傳輸學(xué)報(bào)》(IEEE transactions on power delivery)上，2001年4月的第16卷第2期，該文章公開了一種使用控制開關(guān)技術(shù)的新方法。文中描述了一種對(duì)斷路器合閘進(jìn)行控制的方法，基于變壓器剩余磁通的大小和極性進(jìn)行計(jì)算得到一個(gè)精確的電角值。這篇文章也證明使用同步電極動(dòng)作的斷路器可能減輕在合閘斷路器時(shí)由于剩余磁通而產(chǎn)生的涌流。這種方法可能通過在一個(gè)最佳點(diǎn)同時(shí)合閘CB的三個(gè)相來實(shí)現(xiàn)，這個(gè)最佳點(diǎn)是與剩余磁通模式相關(guān)的函數(shù)。這種技術(shù)需要知道三個(gè)相中的剩余磁通，其中兩相的剩余磁通大小要高于確定的閾值，而且要遵循典型的剩余磁通模式(+r-r 0)。因此，這種技術(shù)限制了這種方法的使用范圍。

另一篇文章，題為“考慮到核心剩余磁通量的變壓器可控制開關(guān)：一個(gè)真實(shí)案例的研究”,2002年發(fā)表在國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議(CIGRE)13–201論文集上，該文顯示了在已證明領(lǐng)域使用上述技術(shù)的結(jié)果。使用具有獨(dú)立動(dòng)作極的斷路器進(jìn)行可控開關(guān)已證明能夠有效地消除涌流。這種方法使用的斷路器具有不同的關(guān)閉電角，根據(jù)變壓器核心剩余磁通進(jìn)行計(jì)算(延遲合閘策略)。變壓器的每個(gè)相由于斷電所產(chǎn)生的剩余磁通，對(duì)變壓器電壓進(jìn)行數(shù)學(xué)積分計(jì)算得到。當(dāng)電力變壓器通電時(shí)，也采用這種方式對(duì)斷路器的閉合角進(jìn)行調(diào)整，從而使預(yù)期的通電所產(chǎn)生的磁通與這個(gè)相中剩余磁通相匹配或相等。在第一個(gè)相被合閘之前，電壓零交叉邊緣之后的n個(gè)半周期，合閘其他兩個(gè)相。

雖然這兩篇文獻(xiàn)顯示了使用具有獨(dú)立動(dòng)作電極的斷路器減輕涌入電流的方法是有效的，但是需要為同步動(dòng)作斷路器尋找一個(gè)類似的方法。例如，中壓系統(tǒng)中安裝的很多變壓器使用了三相斷路器，這些斷路器的三個(gè)電極是同步動(dòng)作的。