[发明专利]控制高压电网络中的电流中断设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制高压电网络中的开关设备（switchgear）的方法。

以下，为了简化描述，将开关设备视为断路器类型的开关设备。

背景技术

本发明涉及一种减小高压电网络中与操作电力变压器开关设备相关的浪涌电流的方法，所述方法可以最佳方式来确定所述开关设备的切换时刻。

在高压电网络中操作开关设备（例如断路器）成为干扰源（例如电压涌浪（surge）和浪涌（inrush）电流）。这种现象与能源传输网络及其互连性的复杂度尤其相关。为了控制与这种操作相关联的瞬变，存在诸如在切断和/闭合所述开关设备之前预先插入电阻器和电感器的方案，但最有效的方案通过“受控”操作来获得，该方案可根据网络的瞬时电压来选择切断或闭合的最佳时刻。

断开真空电力变压器几乎不产生瞬变。但在不受控的时刻执行闭合操作可产生极大的浪涌电流，该浪涌电流可能达到变压器的故障电流水平。这种电流施压于绕组，产生严重的暂态电压，该暂态电压损害电力供应质量并引起由中性线电流不平衡所导致的不期望的操作。此外，施加于变压器绕组内部的电动应力导致所述绕组预期寿命的降低。

为了解决这一问题，在本申请文件的具体实施方式末尾处给出的参考文献[1]中描述的现有技术方案在于实施用于计算最佳闭合时刻的算法。该算法需要通过得知变压器端子处的电压来获知剩余磁通量水平。用在高压变电站中的变压器由于其成本，通常为电容式变压器类型。但在瞬变条件下，这种变压器的性能很难适应该类型的应用。这就是常用的估计剩余磁通量的方法使用专用变压器的原因。

磁通量的值通常通过对电力变压器终端处的电压进行积分来获得。剩余磁通量需要在电力变压器的断开时刻之后，对所述积分持续进行一段长到足以使磁通量达到其均衡值的时间，该均衡值通常不同于断开时刻时的值。但在该时间段期间，电容式变压器传送的电压由其自身的瞬变状况进行极大地改变。难点在于消除所述瞬变状况的影响。现有技术中已知的同步闭合方法并未解决该问题，且使用了专用的电压传感器。

在本申请文件的具体实施方式末尾处给出的参考文献[2]描述了电力变压器的受控操作，同时考虑了剩余磁通量。该受控操作在于选择适当的时刻以连接变压器的每个相，同时考虑剩余磁通量。该文献需要使用专用的传感器，这就存在额外成本。此外，某些类型的电力变压器无法装配这种传感器。

本发明目的在于通过提出一种可根据电容式变压器传送的电压测量值来估计电力变压器的剩余磁通量的方法来解决这些问题。

发明内容

本发明涉及一种控制用于将高压电网络中电力变压器断开的开关设备的方法，其特征在于，所述电力变压器的剩余磁通量的值是根据由至少一个电容式变压器传送的、经校正所述至少一个电容式变压器的传递函数得到的电压测量值而估计出的，且所述值被传送至对所述开关设备的最佳切换时刻进行确定的控制器。

有利地，该方法包括以下步骤：

·确定电容式变压器的传递函数；

·确定所述电容式变压器的伪逆传递函数；以及

·断开所述电力变压器。

有利地，所述电容式变压器的传递函数由所述变压器的电路来确定。

有利地，所述电容式变压器的所述传递函数通过使用等效滤波器的阶跃响应确定极点和零点来确定。

有利地，所述电容式变压器的所述伪逆传递函数通过插入低通滤波器来确定。

有利地，在电力变压器断开期间：

对所述电容式变压器的电压输出进行存储；

经由伪逆传递函数进行数字化处理；以及

对经校正的信号进行积分以获得所述剩余磁通量的值。

附图说明

图1示出在现有技术系统中，高压网络中断路器的受控操作的图；

图2和图3示出具有抗铁磁谐振电路的单相电容式变压器的等效电路；

图4示出重组电容式变压器的输入信号的方法；

图5示出本发明的伪逆传递函数处理之后重组后的电压信号；

图6示出相对于实际电压重组的图5中电压信号的几何校正；

图7示出电力变压器断开时的实际磁通量（实线）和估计的磁通量（虚线）；以及

图8为实施本发明方法的系统的电路图。

具体实施方式

图1示出在现有技术系统中，断路器10在对各种不同类型信息进行接收的控制器11的协助下执行受控操作的图，所述各种不同类型信息包括：

·网络信息12，例如：

·参考电压；

·电流；以及

·接地；