[发明专利]一种斩波调压励磁涌流抑制装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于电力变压器控制保护领域，特别涉及一种应用于电力变压器在空载并网时抑制变压器励磁涌流的装置及方法。

背景技术

电力变压器在空载合闸投入电网时，由于变压器铁芯中的剩磁、磁通饱和以及铁芯材料的非线性特性会产生幅值相当大的励磁涌流（一般为6～8倍的变压器额定电流），由此可能导致电力变压器的差动保护误动作，还可能造成绕组变形，从而减少变压器寿命。由于励磁涌流含有多个谐波成分及直流分量，这将会降低电力系统供电质量，同时在涌流中的高次谐波对连接到电力系统中的敏感设备也有极强的破坏作用。

目前，业内解决变压器励磁涌流问题的方法有很多，可以归纳为两类：一类躲避措施；一类是抑制措施。

躲避措施，主要有识别变压器励磁涌流，调整继电保护设备的动作方式，允许在出现励磁涌流的情况下通入变压器。

抑制措施有：（1）外部控制，即在电力变压器外部采取一些补救措施来削减空载合闸时的励磁涌流，目前主要的技术是识别变压器磁通，分相投入电网;（2）内部控制，通过分析变压器铁心的励磁原理，改变变压器绕组的内部结构来削减励磁涌流。

但在目前解决变压器励磁涌流现有技术中均没有使用斩波调压来抑制励磁涌流的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种斩波调压励磁涌流抑制方法，它采用斩波调压技术，使变压器输入端的端电压从低到高逐渐调节，从而实现完全消除励磁涌流。

本发明的另一目的在于提供一种采用上述方法的晶闸管调压励磁涌流抑制装置，该励磁涌流抑制装置串联于电网和变压器之间，控制晶闸管的导通角，可以使施加在变压器输入端的端电压逐渐升高，使变压器内部的磁场缓慢建立，待变压器稳定后再用开关将变压器直接投入电网，从而实现完全消除励磁涌流。

本发明斩波调压励磁涌流抑制方法，其步骤是：

将斩波调压装置串联在电网与变压器之间；斩波调压装置的输入电压为电网电压；输出端连接变压器；斩波调压装置的输出电压为变压器的输入端电压；

采用电压传感器测量电网电压的大小及相位；将电网电压信号送给斩波调压装置中的控制器；控制器控制斩波调压装置从低到高逐渐升高变压器的端电压；变压器内部的磁场缓慢建立，就不会出现大的励磁涌流；随着电压的逐渐升高，变压器的励磁电流逐渐增大；当变压器的输入端电压与电网电压同相位，并且电压值大小相差不超过5%时，用开关将变压器直接投入电网，则斩波调压装置停止工作，变压器并网工作结束。

本发明采用如下元器件中的一种：晶闸管、GTO、IGBT、IGCT，均可实现斩波调压。

本发明晶闸管调压励磁涌流抑制装置，它包括：晶闸管主机、控制单元、电压传感器、电流传感器、输入接触器、输出接触器及柜体，其特征在于：所述的晶闸管主机，它包括：晶闸管组、阻容吸收电路、均压电路、触发电路；晶闸管主机通过输入接触器、输出接触器串联于电网和电力变压器之间；在晶闸管主机和输入接触器之间设有电压传感器、电流传感器；电压传感器、电流传感器的检测信号均送至控制单元；控制单元与晶闸管主机连接；晶闸管主机的输出端与输出接触器连接至电力变压器。

其中，所述的晶闸管组，包括：晶闸管和散热器。

所述的阻容吸收电路，包括：电阻、电容、电阻支架和电容支架。

所述的均压电路，包括：均压电阻及电阻支架。

所述的触发电路，包括：触发电路板、触发电源板。

所述的控制单元，为晶闸管调压励磁涌流抑制装置的控制部分，包括主控板、主控电源板、信号板、操作界面。

所述的电压传感器，用于测量电网电压的幅值、相位，为控制单元提供测量电压信号。

所述的电流传感器，用于测量电力变压器电流，为控制单元提供测量电流信号。

所述的输入接触器及输出接触器，用于本装置的接入和退出控制。

所述的柜体，为本装置各部分设备的成套安装。

本发明优点在于：本发明不需要检测变压器铁心剩磁；不需要改变变压器绕组结构；变压器三相可以同步投入电网，符合供电部门的要求；可以完全消除励磁涌流，变压器并网过程没有任何冲击。

附图说明：

图1为斩波调压原理图；

图2为本发明斩波调压励磁涌流抑制方法原理图。

图3为本发明电力系统单线图。

图4为本发明斩波调压励磁涌流抑制装置方框图。

图5-1为本发明斩波调压励磁涌流抑制装置外部结构主视图。

图5-2为本发明斩波调压励磁涌流抑制装置外部结构侧视图。