[发明专利]一种励磁涌流的抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统安全保障领域，具体是指一种励磁涌流的抑制方法。

背景技术

励磁涌流：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。

谐波过电压：谐波过电压是指诸如励磁涌流、电弧炉、变频器等谐波源通过线路传输驻波效应和谐振放大效应，在长线路轻负荷的弱联系系统末端产生的过电压。

选相合闸：选相合闸是指采用一定的技术使断路器在指定相角处合闸，能大幅降低合闸操作过程中的过电流和过电压，从而提高断路器的寿命和整个电力系统的稳定性。

合闸电阻：合闸电阻是指在断路器断口间通过辅助触头接入的电阻，该电阻在合闸时投入，当主触头合上时被短接退出，主要作用是抑制操作过电压和励磁涌流。

谐波过电压主要是由于励磁涌流中的谐波分量通过线路传输驻波效应和谐振放大效应两方面的作用，在长线路轻负荷的弱联系系统末端产生的过电压。为了抑制过电压风险，最好的方法是在源头抑制励磁涌流的大小，目前抑制变压器励磁涌流的方法主要有两种：一种是控制变压器的合闸时刻，也称为选相合闸；另一种是通过投切合闸电阻的方法来抑制涌流的大小。

选相合闸的核心思想是在磁通过零点进行合闸，以防止暂态磁通的产生，避免了空载合闸冲击电流的产生。但是该方法有一个明显的缺点，就是对合闸开关的精度要求非常高，较小的延时就会错过合闸的最佳时刻，在一个周期里，捕捉不产生偏磁的电源电压合闸角只有两个，即正弦电压的两个峰值点（                                                或），如果偏离了这两点，偏磁就会出现，这就要求控制合闸环节的所有操作机构（包括断路器）要有精确、稳定的动作时间，而且断路器三相分时的这种非全相运行操作还会引发其他的问题，甚至有些断路器在结构上根本无法分相操作。另外，如果变压器带有剩磁，控制系统设置的各相最佳合闸时间就会改变，且随着剩磁大小的变化而变化，因此选相合闸的实用性和准确性并不高。

合闸电阻的核心思想是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入时间对于抑制励磁涌流会产生比较大的影响。

经过收资调研，目前国内对于带合闸电阻的GIS开关设备标准如表1所示，合闸电阻大小能达到1500Ω，但是电阻投入时间只能维持8-12ms，当带有剩磁的主变进行空充操作时，该时间是无法有效抑制住励磁涌流的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种励磁涌流的抑制方法，解决现有技术中选相合闸和合闸电阻来抑制励磁涌流存在的不稳定问题，增加其实用性和稳定性。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种励磁涌流的抑制方法，包括以下步骤：

（a）在三相电源空载合闸主变之前，先利用测磁器对主变进行剩磁测量，得到剩磁最大相的极性；

（b）将步骤（a）得到的剩磁最大相信息作为条件，同时实施选相合闸与合闸电阻。

本发明的发明人经过多年的研究发现了现有技术中选相合闸与合闸电阻两种励磁涌流的医治方法之间存在的联系，基于此理论提出的通过剩磁测量而确定剩磁最大相的极性，以测量的结果作为条件来实现选相合闸与合闸电阻的同时操作，将这两种励磁涌流的抑制方法进行统一的条件设置，采用两种抑制方法来解决现有技术中单独使用任意一种方法存在的不稳定缺陷；将原本看起来没有关联的控制方法进行统一，利用两种方法的优点进行互补，克服了单一使用一种方法存在的缺陷，将现有技术中两种本来完全不兼容即不能同时使用的两种方法进行兼容性调整，在不超过现有设备能力的条件下，抑制励磁涌流引起谐波过电压。通过测量主变剩磁方向，并将测量信息引入选相合闸控制与合闸电阻投入控制中，同以实现主变大容量、高剩磁条件下励磁涌流的抑制，减小长距离、小负荷特性的弱联系电网谐波过电压风险，在该发明策略下，选相合闸可满足1ms的离散性，开关合闸电阻大小可满足1500Ω，投入时间可满足不大于8ms的设备技术要求，提高了实用性和稳定性。测量剩磁方向时，变压器因系统故障等原因跳闸，变压器不同结构，主磁通满足：

1）三相三柱式，

2）分体式Y/Y/D，