变压器预充磁装置及其预充磁方法

变压器预充磁装置及其预充磁方法
【专利摘要】本发明公开了一种变压器预充磁装置及其预充磁方法。变压器预充磁装置，包括智能主断路器、变压器输入端开关器件、预充磁开关器件、预充磁滑动变阻器、控制电路，智能主断路器一端与主输入线路连接，另一端与预充磁开关器件一端、变压器输入端开关器件一端连接，预充磁开关器件另一端与所述预充磁滑动变阻器一端连接，所述变压器输入端开关器件另一端、所述预充磁滑动变阻器另一端与变压器的一次侧连接，所述控制电路控制变压器输入端开关器件、预充磁开关器件的开关动作。本发明还公开了一种采用如上所述的变压器预充磁装置进行变压器预充磁的方法。本发明可限制供电系统中大型变压器投入小容量电网时的励磁涌流，从而对变压器及电网进行保护。
【专利说明】变压器预充磁装置及其预充磁方法
【技术领域】
[0001]本发明属于安全供电【技术领域】，具体涉及一种海上作业装置电力系统的变压器预 充磁装置及其预充磁方法。
【背景技术】
[0002]随着海上作业任务的日益繁重，海上作业装置电网的容量经常无法满足许多临时 作业任务的电力需求，为此，必须增加临时变压器为相应设备供电。临时变压器在空载投入 装置电网时会产生的励磁涌流，造成保护装置误动及涌流中的高次谐波对电网中的敏感电 力电子器件的伤害，同时，变压器接入母线上时会产生较大的电压降，影响电力系统中其他 设备的正常运行。
[0003]在现有技术方案中，只有串联电阻法满足海上作业装置电力系统的特殊性，但鉴 于海上作业环境的复杂性，传统串联电阻法也存在以下不足：
I.海上作业装置临时外接变压器具有一定的流动性，传统技术方案无法满足每台临时 接入变压器的要求。
[0004]2.体积庞大，占地大。
[0005]3.形制固定，缺乏灵活性，无法机动使用。
[0006]上述论述内容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和/或主张的本发明的 各个方面相关的技术的各个方面，相信该论述内容有助于为读者提供背景信息，以有利于 更好地理解本发明的各个方面，因此，应了解是以这个角度来阅读这些论述，而不是承认现 有技术。

【发明内容】

[0007]本发明的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种变压器预充磁装置及其预 充磁方法，能够大大降低合闸时刻稳态磁通的幅值和励磁涌流的暂态持续时间，同时系统 结构简单，可靠性高，机动性强，操作方便。
[0008]本发明的目的通过以下技术方案实现：
提供一种变压器预充磁装置，包括智能主断路器、变压器输入端开关器件、预充磁开关 器件、预充磁滑动变阻器、控制电路，所述智能主断路器一端与主输入线路连接，另一端与 预充磁开关器件一端、变压器输入端开关器件一端连接，所述预充磁开关器件另一端与所 述预充磁滑动变阻器一端连接，所述变压器输入端开关器件另一端、所述预充磁滑动变阻 器另一端与变压器的一次侧连接，所述控制电路控制变压器输入端开关器件、预充磁开关 器件的开关动作。
[0009]其中，所述预充磁滑动变阻器的容量和阻值范围根据临时接入变压器的情况来选 择。
[0010]其中，所述预充磁开关器件是具有触点及其脱扣控制线圈的常闭型断路器或接触器。[0011]其中，所述变压器输入端开关器件是具有主触点、瞬动辅助常开触点和控制线圈的接触器或断路器。
[0012]其中，所述控制电路包括时间继电器，所述时间继电器延时控制所述变压器输入端开关器件触点的动作。
[0013]其中，所述时间继电器包括控制线圈和延时闭合触点。
[0014]其中，所述时间继电器的延时闭合触点延迟时间为5s?10s。
[0015]其中，还包括用于给控制电路供电的小型两相变压器，所述小型两相变压器的一次侧连接在智能主断路器的另一端。
[0016]本发明还提供了一种采用如上所述的变压器预充磁装置进行变压器预充磁的方法，步骤如下:
51、在变压器投入电网之前，对其铁芯进行去磁，使变压器的剩磁接近于O;
52、根据电网的具体情况设定智能主断路器的电流整定值；
53、将变压器预充磁装置接入电网，根据智能主断路器的电流整定值及电网的实际情况粗略调整预充磁滑动变阻器的阻值；
54、按下智能主断路器的合闸按钮，若在智能主断路器合闸对预充磁滑动变阻器充电的瞬间该断路器跳开，则说明预充磁滑动变阻器的阻值选择不合适，变压器的涌流值过大，重新调整其阻值，继续对智能主断路器进行合闸，直至智能主断路器可以按照期望值合闸为止，此时变压器开始进行预充磁；
55、在到达设定的延时后，变压器输入端开关器件闭合，变压器一次侧接入主输入线路，变压器投入电网，同时，预充磁开关器件断开，预充磁过程结束。
[0017]本发明通过在变压器一次侧串联合适的电阻，在变压器合闸投入电网之前一定时间内给其先通一个小电流，从而使其建立反电势，进而达到合闸瞬间抑制涌流的目的。本发明具有下述优点:1、可限制供电系统中大型变压器投入小容量电网时的励磁涌流，从而对变压器及电网进行保护；2、采用一体化设计，大大减少占地空间，尤其适合海上作业装置作业空间局限的特点；3、采用一键式操作，整个预充磁过程均由控制电路自动完成，可靠性高；4、采用预充磁滑动变阻器，适用范围广，可满足不同容量的外来变压器临时接入电网。
【专利附图】

【附图说明】
[0018]利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0019]图1是变压器预充磁装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0021]本发明的核心在于提供一种变压器预充磁装置，适用于限制三相三线制供电系统中大型变压器投入小容量电网时的励磁涌流，且变压器一次侧为三角形接法，从而对变压器及电网进行保护，特别适用于海上作业装置电力系统。
[0022]以海上平台钻井部顶驱变压器为例：其额定电压为400V、额定电流为577. 4A、额 定容量为400kVA。如图I所示，本发明所述的变压器预充磁装置，包括智能主断路器I、变 压器输入端开关器件3、预充磁开关器件5、预充磁滑动变阻器6、控制电路8。对于本实施 例，所述智能主断路器选用人民电器DW45-6300/2000系列，所述智能主断路器I 一端与主 输入线路连接，另一端与预充磁开关器件5 —端、变压器输入端开关器件3 —端连接。所述 预充磁开关器件5另一端与所述预充磁滑动变阻器6 —端连接，所述变压器输入端开关器 件3另一端、所述预充磁滑动变阻器6另一端与变压器7的一次侧连接。所述控制电路8 控制变压器输入端开关器件3、预充磁开关器件5的开关动作，控制电路8中包括有变压器 输入端开关器件3的控制线圈3. 2以及预充磁开关器件5的控制线圈。
[0023]优选的，所述预充磁滑动变阻器6的容量和阻值范围根据临时接入变压器的情况 来选择。对于本实施例，预充磁滑动变阻器选用功率为2000W的BCl型大功率线绕可调电 阻，该电阻0 — 150欧姆可调。
[0024]优选的，所述预充磁开关器件5是具有触点及其脱扣控制线圈5. I的常闭型断路 器或接触器。对于本实施例，所述预充磁开关器件为短时接通的、选自低承载额定值的开关 器件。
[0025]优选的，所述变压器输入端开关器件3是具有主触点、瞬动辅助常开触点3. I和控 制线圈3. 2的接触器或断路器。对于本实施例，所述变压器输入端开关器件选用人民电器 CJ40系列接触器。
[0026]优选的，所述控制电路8包括时间继电器4，所述时间继电器4延时控制所述变压 器输入端开关器件3触点的动作。
[0027]优选的，所述时间继电器4包括控制线圈和延时闭合触点4. I。对于本实施例，所 述时间继电器选用德国原装进口的西门子3RP1525型时间继电器。
[0028]优选的，所述时间继电器4的延时闭合触点4. I延迟时间为5s?10s。本实施例 选为10s。
[0029]优选的，还包括用于给控制电路8供电的小型两相变压器2。所述小型两相变压器 2的一次侧连接在智能主断路器I的另一端，小型两相变压器2在所述智能主断路器I之后 的输入线路上取电。对于本实施例，所述小型两相变压器选用的是480V/240V1. 5kVA的降 压变压器。
[0030]本发明还提供了一种变压器预充磁方法，所使用的设备是上述预充磁装置，预充 磁程序如下：
1)、在临时变压器7投入电网之前，对其铁芯进行去磁。去磁完成后认为变压器的剩磁 接近于0;
2)、根据电网的具体情况设定智能主断路器I的电流整定值；
3)、将临时变压器及其预充磁装置接入电网。根据智能主断路器I的电流整定值及电 网的实际情况粗略调整预充磁滑动变阻器6的阻值；
4)、按下智能主断路器I的合闸按钮；
5)、若在智能主断路器I合闸对预充磁滑动变阻器6充电的瞬间该断路器跳开，则说明 预充磁滑动变阻器6的阻值选择不合适，变压器的涌流值过大。重新调整其阻值，继续对智能主断路器I进行合闸；
6)、重复步骤4)、5)的动作，直至智能主断路器I可以按照期望值合闸为止。此时变压器开始进行预充磁；
7)、在上述第6)步的同时，小型两相变压器2得电开始给时间继电器4的控制线圈充
电；
8)、在到达设定的延时后，时间继电器4的延时闭合触点4.1闭合，变压器输入端开关器件3的控制线圈3.2得电，其主触点和瞬动辅助常开触点3.1闭合，变压器输入端主供电线路接通，变压器投入电网；
9)、在上述第8)步的同时，预充磁开关器件5的脱扣控制线圈5.1得电，其常闭触点立即断开，预充磁过程结束。
[0031]上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，不能理解为对本发明保护范围的限制。
[0032]总之，本发明虽然例举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种变压器预充磁装置，其特征在于:包括智能主断路器(I)、变压器输入端开关器件(3)、预充磁开关器件(5)、预充磁滑动变阻器(6)、控制电路(8)，所述智能主断路器(I)一端与主输入线路连接，另一端与预充磁开关器件(5) —端、变压器输入端开关器件(3) —端连接，所述预充磁开关器件(5)另一端与所述预充磁滑动变阻器(6) —端连接，所述变压器输入端开关器件(3)另一端、所述预充磁滑动变阻器(6)另一端与变压器(7)的一次侧连接，所述控制电路(8 )控制变压器输入端开关器件(3 )、预充磁开关器件(5 )的开关动作。
2.根据权利要求1所述的变压器预充磁装置，其特征在于:所述预充磁滑动变阻器(6)的容量和阻值范围根据临时接入变压器的情况来选择。
3.根据权利要求1所述的变压器预充磁装置，其特征在于:所述预充磁开关器件(5)是具有触点及其脱扣控制线圈(5.1)的常闭型断路器或接触器。
4.根据权利要求1所述的变压器预充磁装置，其特征在于:所述变压器输入端开关器件(3)是具有主触点、瞬动辅助常开触点(3.1)和控制线圈(3.2)的接触器或断路器。
5.根据权利要求1所述的变压器预充磁装置，其特征在于:所述控制电路(8)包括时间继电器(4)，所述时间继电器(4)延时控制所述变压器输入端开关器件(3)触点的动作。
6.根据权利要求5所述的变压器预充磁装置，其特征在于:所述时间继电器(4)包括控制线圈和延时闭合触点(4.1)。
7.根据权利要求6所述的变压器预充磁装置，其特征在于，所述时间继电器(4)的延时闭合触点(4.1)延迟时间为5s?10s。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的变压器预充磁装置，其特征在于:还包括用于给控制电路(8)供电的小型两相变压器(2)，所述小型两相变压器(2)的一次侧连接在智能主断路器(I)的另一端。
9.一种采用如权利要求1至8中任一项所述的变压器预充磁装置进行变压器预充磁的方法，其特征在于，步骤如下:S1、在变压器投入电网之前，对其铁芯进行去磁，使变压器的剩磁接近于O;S2、根据电网的具体情况设定智能主断路器的电流整定值；S3、将变压器预充磁装置接入电网，根据智能主断路器的电流整定值及电网的实际情况粗略调整预充磁滑动变阻器的阻值；S4、按下智能主断路器的合闸按钮，若在智能主断路器合闸对预充磁滑动变阻器充电的瞬间该断路器跳开，则说明预充磁滑动变阻器的阻值选择不合适，变压器的涌流值过大，重新调整其阻值，继续对智能主断路器进行合闸，直至智能主断路器可以按照期望值合闸为止，此时变压器开始进行预充磁；S5、在到达设定的延时后，变压器输入端开关器件闭合，变压器一次侧接入主输入线路，变压器投入电网，同时，预充磁开关器件断开，预充磁过程结束。
【文档编号】H01F13/00GK103594222SQ201310614592
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】崔嵘, 张万兵, 熊永功, 戴毅, 庄凌志, 武国营, 杨波, 王文俊, 傅剑峰, 黄启宇, 王居亲, 张林华 申请人:中国海洋石油总公司, 中海石油(中国)有限公司湛江分公司