[发明专利]基于分合闸控制的三相联动断路器励磁涌流抑制方法

说明书

本发明公开了一种基于分合闸控制的三相联动断路器励磁涌流抑制方法，其包括选择三相变压器中参考相，根据目标剩磁模式确定最优分闸相位，选择最佳分闸相位进行同时分闸，采集在最优分闸相位进行分闸时的绕组电压信号，计算铁心剩磁，确定三相联动断路器最优合闸时间。本发明通过控制分闸获取设定的剩磁模式，再通过采集分闸时的三相电压，积分计算得到三相剩磁，根据剩磁计算最佳合闸时间，一方面能够减少抑制励磁涌流所需要的成本，另一方面又能有效实现抑制励磁涌流的效果。

技术领域

本发明属于变压器励磁涌流技术领域，具体涉及一种基于分合闸控制的三相联动断路器励磁涌流抑制方法。

背景技术

电力变压器是电力系统中非常重要的电气设备，关合空载变压器瞬间会产生大量励磁涌流。励磁涌流是变压器铁心磁通饱和所产生的一个非对称的冲击电流，励磁涌流最大可以达到变压器额定电流的6-8倍。励磁涌流的存在会产生很多不良影响如：引起差动保护误动作；绕组中的大电流会减少变压器寿命；励磁涌流还会产生大量谐波，影响电能质量等。

控制断路器的选相关合技术是目前降低励磁涌流经济最有效的方法。选相关合的原理是使变压器合闸瞬间绕组中的暂态磁通等于预感应磁通时合闸，变压器的铁心磁通不会饱和，也就不会产生励磁涌流。目前针对中性点接地的空载变压器有三种典型合闸策略：快速合闸、延迟合闸、同时合闸策略，前二种合闸策略均要求所使用的断路器各相有独立的操动机构，同时合闸策略虽可应用于三相联动断路器，但对剩磁模式有特定要求(一相剩磁为零，其余两相剩磁水平较大且极性相反)。

目前我国还有相当一部分不能三相独立操动的传统断路器，这部分断路器只能同时关合。目前我国电网中基于三相联动断路器的空载变压器合闸所产生的励磁涌流尚还没有一个行之有效的方法去抑制，空载合闸所产生的励磁涌流会导致差动保护误动作。常用限制空载变压器励磁涌流的措施主要有合闸电阻法、并联电容器和改变变压器绕组分布。实践证明这些抑制励磁涌流措施都存在不足之处：一方面，这些方案需要增加外部设备，增加了成本；另一方面，这些方法仅仅是降低了励磁涌流的幅值，并没有从根本上消除励磁涌流。

发明内容

本发明的发明目的是：为了解决现有技术中存在的以上问题，本发明提出了一种基于分合闸控制的三相联动断路器励磁涌流抑制方法。

本发明的技术方案是：一种基于分合闸控制的三相联动断路器励磁涌流抑制方法，包括以下步骤：

S1、选择三相变压器中一相作为参考相位，确定参考相正相电压过零点时刻为初始时刻；

S2、在参考相位一个工频周期内按照设定间隔时间进行同时分闸，采集变压器分闸时三相绕组电压；

S3、根据步骤S2采集的变压器三相分闸电压信号，计算变压器三相铁心内剩磁；根据目标剩磁模式，确定最优分闸相位；

S4、在步骤S3确定的最优分闸相位处分闸，采集在最优分闸相位利用三相联动断路器进行分闸时的绕组电压信号，采用积分方式计算铁心剩磁；

S5、根据步骤S4得到的铁心剩磁确定三相联动断路器最优合闸时间。

进一步地，所述步骤S2中，在三相变压器参考电压一个工频周期内设定分闸间隔时间，利用三相联动断路器依次按照分闸间隔时间进行分闸。

进一步地，所述步骤S2中，分别计算利用三相联动断路器按照分闸间隔时间进行分闸时三相变压器中各相剩磁情况，再根据设定的目标剩磁模式选取三相联动断路器最优分闸相位。

进一步地，所述变压器三相铁心内剩磁的计算公式表示为

其中，Φ_r表示三相铁心内剩磁，N₁表示原边绕组匝数，t_open表示三相联动断路器的分闸时间，u(t)表示各相电压。