多绕组移相变压器光纤差动保护装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种多绕组移相变压器光纤差动保护装置，尤其适用于单元串联多电平拓扑结构的高压变频器输入移相变压器的差动保护。
【背景技术】
[0002]目前国产高压变频器的主流方案是功率单元串联多电平方案，其输出电压等级一般在3kV~llkV之间，根据输出电压的不同，变频器每相输出一般由3~9个功率单元串联连接组成，三相一共有9~27个功率单元。该变频器拓扑方案的原理要求每个功率单元的供电都是相互独立的，因此该类型的高压变频器都需要配置输入多绕组变压器，其二次侧绕组数与功率单元个数相同。为满足高压变频器网侧谐波电流和谐波电压指标满足GB14549-93和IEEE519标准的要求，高压变频器输入多绕组变压器的二次侧绕组之间都有一定的相移角度，以形成等效的多脉冲整流拓扑，以减小网侧电流和电压谐波。随着高压变频器的广泛应用，其功率等级不断扩大，目前国产高压变频器的单机容量已经超过25MVA，其输入配置的多绕组移相变压器单机容量也超过10MVA等级。根据继电保护和安全自动装置技术规程GB/T14285-2006的规定，大功率变压器需要配置差动保护装置作为其设备的主保护，由于此类高压变频器配置的输入多绕组移相变压器的二次侧绕组数过多，且绕组之间还有一定的相移，常规的差动保护装置无法满足此类变压器的差动保护要求。
[0003]目前，对于一般的现场应用，此类高压变频器的输入多绕组移相变压器没有配置差动保护装置，仅配置一次侧的过流和过载保护，二次侧绕组一旦短路，不能有效保护变压器及变频器整机，也有少量论文和专利提及关于此类变压器的差动保护方法或装置，但或者是理论性的原理方法，不便于实现；或者没有考虑到一次侧电流与二次侧电流之间以及二次侧电流之间的相移处理，存在漏洞或缺陷。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种易于实现，可靠性高并且适用于多绕组移相变压器的光纤差动保护装置，该差动保护装置可以有效解决此类多绕组移相变压器二次绕组数众多，一次侧和二次侧电流之间以及二次侧各绕组电流之间存在相移而不便于实现差动保护的问题。
[0005]本实用新型是这样实现的:一种多绕组移相变压器光纤差动保护装置，包括电流采样板单元，分压电阻单元，差动保护核心板单元和人机界面单元，所述的人机界面单元与差动保护核心板单元通过串行通信连接，所述电流采样板单元由η个电流采样板组成，η为多绕组移相变压器的二次侧绕组数或者该变压器的二次侧绕组数与一次侧绕组数之和，所述电流采样板分别通过光纤与差动保护核心板单元连接，所述分压电阻单元一端连接至差动保护核心板单元，另一端连接至多绕组移相变压器的一次侧。
[0006]所述光纤差动保护装置的差动保护核心板单元与多绕组移相变压器的一次侧连接，对一次侧电压信号与一次侧电流信号进行采样，所述光纤差动保护装置的电流采样板单元与多绕组移相变压器的二次侧连接，对多绕组移相变压器的二次侧电流信号进行采样。。
[0007]所述差动保护核心板单元具有信号调理模块和数模转换模块，所述差动保护核心板单元还具有干接点输出接口模块，与变频器主控系统相连。
[0008]所述多绕组移相变压器的一次侧电流检测输出可以直接连接至差动保护核心板单元，也可以先连接至电流采样板，再通过光纤连接至差动保护核心板单元。
[0009]本实用新型的有益效果:
[0010]I)通过电流测量板单元测量变压器二次侧每个绕组的电流，并转换为数字信号后分别通过光纤传送给差动保护核心板单元，有效解决了电流测量的同步性以及绝缘和电隔离的问题。
[0011]2)通过高速光纤传送电流信号，可以解决信号传输过程中的电磁干扰问题，提高了装置的可靠性。
[0012]3)通过测量多绕组移相变压器一次侧电流和电压，以及所有二次侧绕组的电流，差动保护核心板单元进行移相等信号处理相关算法，可以实时比较一次侧电流和二次侧电流，解决了该类变压器信号进行采样难以进行差动保护的问题。
[0013]下面结合附图对本实用新型进一步说明。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的组成示意框图。
[0015]图2是本实用新型的应用实施例1示意图。
[0016]图3是本实用新型的应用实施例2示意图。
[0017]图4是本实用新型中差动保护核心板单元的逻辑框图。
[0018]图5是本实用新型中电流测量板的逻辑框图。
[0019]图6是本实用新型中分压电阻单元的示意框图。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，为本实用新型所述的多绕组移相变压器光纤差动保护装置的组成示意图。包括电流采样板单元，分压电阻单元，差动保护核心板单元和人机界面单元。所述的人机界面单元与差动保护核心板单元通过串行通信连接，可以对所述光纤差动保护装置的相关参数进行设置并监控该装置的当前运行状态，所述电流采样板单元由η个电流采样板组成，η为多绕组移相变压器的二次侧绕组数或者该变压器的二次侧绕组数与一次侧绕组数之和，所述电流采样板分别通过光纤与差动保护核心板单元连接，所述分压电阻单元一端连接至差动保护核心板单元，另一端连接至多绕组移相变压器的一次侧，所述光纤差动保护装置的差动保护核心板单元与多绕组移相变压器的一次侧连接，对一次侧电压信号与一次侧电流信号进行采样，所述光纤差动保护装置的电流采样板单元与多绕组移相变压器的二次侧连接，对多绕组移相变压器的二次侧电流信号进行采样。该光纤差动保护装置实时比较多绕组移相变压器的一次侧电流和二次侧电流，当它们之间的差值大于设定值时，连接至变频器主控系统的故障输出干接点闭合，变频器主控系统检测到差动保护装置触发故障后，封锁脉冲并断开输入电压连接，从而避免故障进一步扩大，可以有效保护输入移相变压器以及变频器整机。
[0021 ] 如图2所示，是本实用新型的一种应用实施例，以3单元串联高压变频器为例进行说明，本实施例中包含有9个电流采样板，其他个数单元串联的高压变频器以此类推。该方案的实施方式是:所述的差动保护核心板单元通过串行通讯与人机界面单元连接，通过人机界面单元配置差动保护装置的相关参数并监控其运行状态，所述分压电阻的一端连接至高压变频器输入多绕组移相变压器的一次侧，所述分压电阻的另一端连接至差动保护核心板单元的电压采样端口，实现一次侧电压信号采样，多绕组移相变压器的一次侧电流传感器的输出直接连接至核心板采样单元的电流采样端口，实现一次侧电流信号采样。高压变频器的每相由3