[发明专利]一种基于虚拟离心开关的牵引网励磁涌流抑制系统

说明书

本发明提供了一种基于虚拟离心开关的励磁涌流抑制系统，所述系统包括检测终端、控制系统以及励磁涌流抑制装置；所述检测终端设置于变压器出口侧，串联在牵引网馈线中；所述检测终端通过算法对牵引变压器出口侧电流波形进行识别，并将所得数据发送给所述控制系统。所述控制系统由数据处理模块和虚拟离心开关装置构成；所述数据处理模块通过对所得数据进行分析，判断出励磁涌流开始与结束的时间并将动作信号发送给虚拟离心开关装置；所述虚拟离心开关装置进行开断控制抑制装置的接入。所述励磁涌流抑制装置由串接在变压器一次侧的外部电阻构成。本发明提供的技术方案简单可靠，可消除励磁涌流对牵引网变压器安全稳定运行的影响。

技术领域

本发明涉及一种励磁涌流抑制系统，具体为一种牵引变压器励磁涌流抑制系统。

背景技术

车载变压器是牵引供电系统中重要的设备，它是否安全直接关系到整个系统的稳定。电力机车通过分区段时，机车变压器要进行断电和上电操作，由于电力机车变压器是带负载开断，断电后的变压器存在残压，残压与待投入相的系统电压的频率、相位、幅值都可能不同，加上变压器剩磁的作用，在上电瞬间可能产生很大的涌流。文献详细说明了励磁涌流产生的原因，主要是由于变压器铁芯饱和造成的，影响其的因素有很多，如电源阻抗、合闸角以及剩磁大小等。励磁涌流包含了多项衰减缓慢的直流分量和丰富的谐波，其峰值可达额定电流的6～30倍，会对牵引网产生不利影响。励磁涌流数值过大时，会造成保护装置的误动，使变压器发生误跳闸，严重时会损坏电气设备，造成牵引供电系统的崩溃，带来安全隐患和经济损失。抑制励磁涌流可以避免其带来的风险，防止重合闸失效，削弱对牵引网的冲击及污染，对变压器的保护意义重大。因此，抑制励磁涌流成为人们关注的热点之一。

近年来，国内外许多学者进行了大量关于励磁涌流产生机理的分析，在此基础上，提出了针对抑制励磁涌流的新原理、新方法，并且取得了不少成果。总体上可以分为两大类：一类是采用内部控制，通过分析变压器铁芯励磁原理，进而改变变压器内部结构来消减励磁涌流，其中改变绕组分布的方法改变绕组分布法因改变了变压器的结构，会对绕组绝缘有一定影响，仅出于限制励磁涌流的目的改变排列顺序其可行性较低。另一类是采用外部控制，在变压器合闸时，采取一些补救措施来消减合闸时的励磁涌流，选相合闸技术通过对断路器的分合闸时间进行分相控制，避免磁通饱和，抑制涌流产生，但该技术需要考虑剩磁的影响，由于剩磁的方向和大小很难准确测定，因此在现实中存在着一定的困难，需进一步改进。在变压器低压侧并联电容的方法通过增加励磁涌流泄流通道，抑制电流，但在每台机车上都并联电容工作量大，且成本过高，不太切合实际。一次侧串联电阻的方法是在变压器合闸回路中串入合闸电阻是目前广泛采用的抑制涌流的有效手段，不但能降低励磁涌流的峰值，还能使励磁涌流很快衰减，但所串电阻分压会造成系统能量的损失，利用延时开关进行串接电阻切除的方法虽简单易行，但为了针对不同工况，仅能选取较长的时间，达不到快速切除串接电阻的目的，仍会对系统带来一定程度上的影响。

发明内容

针对以上提出的问题，为解决现阶段技术上的不足，本发明的目的就是提供一种牵引变压器励磁涌流抑制系统，可以有效解决牵引变压器励磁涌流的问题，提高安全稳定性，且该系统不改变牵引变压器结构，技术方案简单可靠。

本发明提供的技术方案是：一种基于虚拟离心开关的励磁涌流抑制系统，所述系统包括检测终端、控制系统以及励磁涌流抑制装置；所述检测终端设置于变压器出口侧，串联在牵引网馈线中；所述检测终端通过算法对牵引变压器出口侧电流波形进行识别，并将所得数据发送给所述控制系统。所述控制系统由数据处理模块和虚拟离心开关装置构成；所述数据处理模块通过对所得数据进行分析，判断出励磁涌流开始与结束的时间并将动作信号发送给虚拟离心开关装置；所述虚拟离心开关装置进行开断控制抑制装置的接入。所述励磁涌流抑制装置由串接在变压器一次侧的外部电阻构成。

优选的，所述的检测终端由101电流互感器及102检测算法平台组成；其中，101电流互感器串接在牵引网馈线上，实时监测馈线电流，具有隔直通交的特点；102检测算法平台通过算法将互感器采集到的数据进行处理并将所得数据发送给控制系统。