[发明专利]励磁涌流抑制装置

说明书

技术领域

本文中所描述的实施例总体上涉及用于抑制在为变压器通电时所产生的励磁涌流的励磁涌流抑制装置。

背景技术

众所周知，在变压器磁芯具有剩余磁通量时，当通过供电来执行空载磁化时，将有大的励磁涌流流过。该励磁涌流的幅度比变压器的额定负载电流大几倍。如果与该励磁涌流类似的大励磁涌流流过，则系统电压发生波动。如果该电压波动大，将可能对用户造成影响。

作为抑制该励磁涌流的方法，存在基于剩余磁通量来控制闭合相位的方法。例如，公开了如下方法，其中，在通过利用三个单相断路器接通直接接地三相变压器时首先闭合一个任意相，并且然后闭合其余两个相，由此抑制励磁涌流。此外，还公开了在通过利用三相集成式断路器对未有效接地的变压器通电时抑制励磁涌流的方法。

遗憾的是，没有任何已知的方法能够在变压器连接至负载时抑制在打开或闭合断路器时所产生的励磁涌流。此外，由于在变压器连接至负载时励磁涌流和负载电流流经断路器，因而关断之后的剩余磁通量不同于关断无负载变压器时的剩余磁通量。

[现有技术参考]

[专利文献]

[专利文献1]

日本专利No.4896858

[专利文献2]

日本专利No.4611455

[非专利文献]

[非专利文献1]

John H.Brunke等人，“Elimination of Transformer Inrush Currents by Controlled Switching—Part I:Theoretical Considerations”，IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY，IEEE，2001年4月，Vol.16，No.2，p.276-280。

发明内容

本发明的实施例的目的在于提供能够在变压器连接至负载时抑制在通过利用打开和闭合断路器为变压器通电时所产生的变压器励磁涌流的励磁涌流抑制装置。

根据本发明的一方面，提供了用于在负载连接至三相变压器时控制断路器以抑制励磁涌流的励磁涌流抑制装置，所述断路器打开和闭合三相变压器与三相AC电源之间的连接，所述励磁涌流抑制装置包括：电源侧电压测量单元，其被配置为测量断路器的电源侧上的三相AC电压；电流测量单元，其被配置为测量从电源流至负载的三相交流电流；第一中断相检测单元，其被配置为基于电流测量单元所测得的三相交流电流，检测作为三个相中首先被中断的电流的相的第一中断相；相位检测单元，其被配置为检测由电源侧电压测量单元所测得的三相AC电压中的由第一中断相检测单元所检测到的第一中断相在从与第一中断相中断之前的电流的极性相同的极性变为相反的极性时所经过的零点的相位；以及闭合单元，其被配置为在距离相位检测单元所检测到的相位60°以内的相位处闭合断路器。

附图说明

图1是示出应用了根据本发明的第一实施例的励磁涌流抑制装置的电力系统的结构的示图；

图2是示出通过根据第一实施例的断路器使电流中断之前和之后的断路器电流的波形图；

图3是示出通过根据第一实施例的断路器使电流中断之前和之后的线磁通量的波形图；

图4是示出根据第一实施例的断路器的闭合相位与电源电压之间的关系的波形图；

图5是示出根据第一实施例的断路器的闭合相位与每个相的断路器电流之间的关系的曲线图；

图6是示出应用了根据本发明的第二实施例的励磁涌流抑制装置的电力系统的结构的示图；

图7是用于说明根据第二实施例的励磁涌流抑制装置的目标闭合相位范围的磁通量波形的波形图；

图8是示出应用了根据本发明的第三实施例的励磁涌流抑制装置的电力系统的结构的示图；以及

图9是用于说明根据第三实施例的励磁涌流抑制装置的目标闭合相位范围的磁通量波形的波形图。

具体实施方式

下文将参考附图来说明本发明的实施例。

(第一实施例)

图1是示出应用了根据本发明的第一实施例的励磁涌流抑制装置6的电力系统的结构的示图。注意，在以下附图中，相同的附图标记表示相同的部分，将省略对它们的详细说明，并且将主要描述不同的部分。在后续实施例中也将省略重复说明。

根据该实施例的电力系统包括电源总线1、断路器2、变压器3、用于三个相的电源电压检测器4U、4V和4W、用于三个相(变压器端子)的电流检测器5U、5V和5W、励磁涌流抑制装置6和负载7。