[发明专利]大容量主变合闸电阻最小投退时间计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及励磁涌流抑制技术领域，具体地，涉及一种大容量主变合闸电阻最小投退时间计算方法。 

背景技术

励磁涌流是指变压器全电压充电时，由于变压器铁芯的非线性饱和特性以及变压器投入前铁芯中剩余磁通的影响，在其绕组中产生的暂态电流。该电流最大可达额定电流的8-10倍，并含有很大的谐波分量（主要是二次和三次谐波），衰减速度与铁芯的饱和程度相关，饱和越深，衰减越快。励磁涌流通过线路传输驻波效应和谐振放大效应，容易在长线路轻负荷的弱联系系统末端产生过电压。在长距离、小负荷的弱联系系统中大容量主变空充时容易出现谐波过电压风险。 

目前主要采用投退合闸电阻抑制励磁涌流，其在空载合闸的瞬变过程中，通过增加电气回路中的阻值大小，加快暂态磁通的衰减速度，从而抑制励磁涌流的大小，因此合闸电阻的大小和投退时间对于抑制励磁涌流会产生比较大的影响。合闸电阻的投退时间是指合闸电阻从接到开关投入命令并投入电阻至电阻退出经历的时间，该时间主要和开关机械结构相关，产品一旦设计成型，不容易随意调整，该时间不能太短也不能太长，太短会使得涌流无法得到有效抑制，从而失去了合闸电阻抑制过电压的功能；太长又会增大合闸电阻的耐热能力，而且会对系统的保护、安全稳定产生一定的影响。目前国内合闸电阻大小能达到1500Ω，500kV开关合闸电阻的投退时间大概为8-12ms。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种大容量主变合闸电阻最小投退时间计算方法，以计算出各相励磁涌流均能被有效抑制的合闸电阻最小投退时间。 

本发明解决上述问题所采用的技术方案是： 

大容量主变合闸电阻最小投退时间计算方法，变压器三相合闸时间各不相同，最小投退时间t_all=t₁+t₂，其中，t₁为最先合闸的一相的励磁涌流在合闸后产生最大值的时间；t₂为第二合闸的一相的励磁涌流产生最大值的滞后时间。本方案中，所指的滞后时间是指与最先合闸的一相相比，第二合闸的一相的励磁涌流产生最大值的滞后时间，也即第二合闸的一相的励磁涌流产生最大值的时间与最先合闸的一相的励磁涌流在合闸后产生最大值的时间t₁的时间差。现有技术中，合闸电阻的投退时间主要根据经验设置在8ms-12ms之间，在小容量变 压器的控制中其对励磁电流的抑制效果较好，但是随着输配电技术的发展，目前变压器普遍升级为容量较大的变压器，发明人在长期的实践和研究中发现，在升级后的大容量变压器的应用中，当带有剩磁的主变进行空充操作时，现有的合闸电阻投退时间是无法有效抑制住励磁涌流。经发明人研究，在未计及开关的离散性、剩磁的衰减速度、以及相间励磁的影响的情况下，合闸电阻的投入时间至少达到13.3ms，如果计及上述参数的影响，合闸电阻投入时间需要进一步增大，否则如果按照目前合闸电阻的投入时间，无法完全抑制后合闸的两相的励磁涌流，会产生过电压。鉴于此，发明人提出了上述大容量主变合闸电阻最小投退时间计算方法，计算出的投退时间能保证三相最大磁通出现前合闸电阻不会退出，避免某相磁通最大值还未到，而合闸电阻却已退出的情况，对励磁涌流进行充分抑制，以减小在长距离、小负荷的弱联系系统中出现大容量主变空充可能出现的谐波过电压风险。 

作为本发明的进一步改进，上述大容量主变合闸电阻最小投退时间计算方法，包括以下步骤： 

（1）计算最先合闸的一相的励磁涌流在合闸后产生最大值的时间t₁,其中t₁为方程 中φ_A(t)取得最大值时t的值，其中，φ_A(t)为变压器最先合闸的一相的主磁通；φ_m为磁通量；L_Σ＝L_s+L_σ+L_m，L_s为变压器一次侧回路的感抗，L_σ为变压器漏抗，L_m为变压器励磁电抗；R为变压器一次侧等效电阻，R＜＜L_Σ；ω为标准市电角频率；α_A为最先合闸的一相电压的相角；φ_rA为最先合闸的一相在合闸前的剩磁通； 

（2）计算第二合闸的一相的励磁涌流产生最大值的滞后时间t₂,其中t₂满足方程 其中α_AC为变压器最先合闸的两相的合闸相角的相位差，其中T为标准市电周期；