专利名称：带有软启动功能的高压大功率变压器输入装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高压大功率变压器输入装置，具体涉及一种带有软启动功能的高压大功率变压器输入装置。
背景技术：
高压大功率变流器整流变压器越来越广泛应用于电力电子与电气传动技术领域， 将电网电压转变为变流器系统所需要的电压和电流。一般高压大功率变流器整流变压器在空载合闸投运时，合闸浪涌电流峰值最高可达1(Γ15倍额定电流。而高压大功率变流器整流变压器的容量较大，一般为数兆伏安，甚至十几兆伏安，其额定工作电流可以达到几千安培。因此，高压大功率变流器整流变压器在空载合间投运时，合间浪涌电流甚至可以达到数千安培。在对浪涌电流有限制的电网中，很大的合闸浪涌电流可能会超过电力系统规定的浪涌电流峰值，对电力系统的正常运行造成威胁；另一方面，很大的合闸浪涌电流也可能影响变流器系统本身的运行安全。因此，有必要对高压大功率变流器整流变压器的启动电流瞬态过程进行限制。在传统的高压大功率变流器整流变压器软启动系统中，将多个晶闸管串联在一起形成晶闸管组，然后串联到变压器一次侧，通过检测电网电压相位角，在电网电压相位角过零点附近，通过同时控制触发变压器对应相所串联的晶闸管组，而减小变压器合闸浪涌电流。但是，在该种方法中，由于一般高压大功率变流器整流输入变压器的一次侧电压较高， 需要串联多个晶闸管串联以形成晶闸管组，来承担较高的变压器一次侧电压，这样就需要解决多个晶闸管的串联均压问题，同时还需要解决多个串联晶闸管的导通一致性问题，以保证系统正常工作。此外，还需要解决好电网电压相位的检测问题，以保证在适当时刻触发导通相应的串联晶闸管组。这些都导致变压器软启动系统结构较复杂，成本也较高。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供带有软启动功能的高压大功率整流变压器输入装置， 它适用于高压大功率变流器整流变压器的空载合闸投运过程中，可使得合闸浪涌电流较小，减小对电网和变流器系统的冲击，提高变流器系统运行的可靠性。本实用新型的优点在于结构简单、控制方便、成本较低。为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的一种带有软启动功能的高压大功率变压器输入装置，其特点是，包含设置在柜体内的三相高压电动开关装置和高压电阻装置；所述的三相高压电动开关装置包含第一高压电动开关组、第二高压电动开关组、 第三高压电动开关组，该第一高压电动开关组、第二高压电动开关组、第三高压电动开关组分别串联在高压电网的三相主回路中，该第一高压电动开关组、第二高压电动开关组、第三高压电动开关组的一端连接柜体外的三相高压电网的前级高压开关，该第一高压电动开关组、第二高压电动开关组、第三高压电动开关组的另一端连接柜体外的变压器的一次侧；[0008]所述的高压电阻装置包含第一高压电阻组、第二高压电阻组、第三高压电阻组，所述的第一高压电阻组、第二高压电阻组、第三高压电阻组分别与第一高压电动开关组、第二高压电动开关组、第三高压电动开关组对应相连。所述的三相高压电动开关装置还引出控制信号线和状态反馈线，该控制信号线和状态反馈线分别与柜体外的控制系统相连；所述的第一高压电阻组包含N1个串联的第一高压电阻，第二高压电阻组包含 N1个串联的第二高压电阻，第三高压电阻组包含N1个串联的第三高压电阻。所述的第一高压电阻、第二高压电阻、第三高压电阻分别由多片电阻片串联构成。所述的第一高压电动开关组包含N2个串联的第一高压电动开关，第二高压电动开关组包含N2个串联的第二高压电动开关，第三高压电动开关包含N2个串联的第三高压电动开关。所述的N1与N2的数值相等。所述的第一高压电阻组中的N1个串联的第一高压电阻与相对应的第一高压电动开关组中的N2个串联的第一高压电动开关一一对应并联连接；所述的第二高压电阻组中的 N1个串联的第二高压电阻与相对应的第二高压电动开关组中的N2个串联的第二高压电动开关一一对应并联连接；所述的第三高压电阻组中的&个串联的第三高压电阻与相对应的第三高压电动开关组中的N2个串联的第三高压电动开关一一对应并联连接。本实用新型带有软启动功能的高压大功率变压器输入装置与现有技术相比，具有以下优点本实用新型由于采用控制系统，因而可对三相高压电动开关装置的开合动作进行控制且控制方便，保证了变压器的正常运行，并能够为变压器的下次投入运行做好准备。本实用新型由于采用高压电阻装置与三相高压电动开关装置并联，即串联在电网和变压器之间，从而可使得变压器一次侧的电流受到限制，且该电流值由高压电阻的阻值来决定，因而，选用合适阻值的高压电阻即可使得合闸浪涌电流较小，减小对电网和变流器系统的冲击，提高变流器系统运行的可靠性，且替代了复杂的串联晶闸管组软启动结构，使得高压大功率变压器输入装置结构大大简化、成本大大降低。
图1是本实用新型带有软启动功能的高压大功率变压器输入装置的主电路安装结构示意图。图2是本实用新型带有软启动功能的高压大功率变压器输入装置的主电路原理图；图3是本实用新型带有软启动功能的高压大功率变压器输入装置的主电路在电网中的连接原理图。
具体实施方式
以下结合实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。如图1所示，为带有软启动功能的高压大功率变压器输入装置，其包含设置在柜体4内的三相高压电动开关装置1和高压电阻装置2。[0023]如图2和图3所示，该三相高压电动开关装置1包含第一高压电动开关组11、第二高压电动开关组12、第三高压电动开关组13，分别对应三相高压电的三相并分别串联在高压电网的三相主回路中，该第一高压电动开关组11、第二高压电动开关组12、第三高压电动开关组13的一端连接柜体4外的三相高压电网中的前级高压开关SW1，其另一端连接柜体4外的变压器TRl的一次侧；该三相高压电动开关装置1还引出控制信号线15和状态反馈线14，分别连接柜体4外部的控制系统。其中，第一高压电动开关组11、第二高压电动开关组12、第三高压电动开关组13可以分别是单个高压电动开关，也可分别由多个高压电动开关串联而成。在本实施例中，第一高压电动开关组11由两个高压电动开关111串联而成，第二高压电动开关组12由两个电动开关121串联而成，第三高压电动开关组13由两个高压电动开关131串联而成。电动开关可以选用真空接触器，也可以选用可重复多次开合的电动开关。高压电阻装置2通过绝缘支撑件3固定在柜体4内，其包含第一高压电阻组21、第二高压电阻组22、第三高压电阻组23，分别对应三相高压电的三相，该第一高压电阻组21 与第一高压电动开关组11并联连接，第二高压电阻组22与第二高压电动开关组12并联连接，第三高压电阻组23与第三高压电动开关组13并联连接；其中，第一高压电阻组21、 第二高压电阻组22、第三高压电阻组23可以分别是单个电阻，也可分别由多个电阻串联而成，数量与每组高压电动开关组中串联的高压电动开关的个数相同。在本实施例中，第一高压电阻组21包含两个串联的高压电阻211 ；第二高压电阻组22包含两个串联的高压电阻 221 ；第三高压电阻组23包含两个串联的高压电阻231。前述的串联的电阻由多片电阻片 24串联而成，该电阻片24的材料选用不锈钢、铸铁或其他合适的材料，能够很好地解决单个高压电阻额定工作电压高、额定功率大的难题，且电阻的杂散参数统一，便于串并联。因此，如图2所示，在本实施例中，两个高压电阻211分别与两个高压电动开关111 一一对应并联连接；两个高压电阻221分别与两个高压电动开关121 —一对应并联连接； 两个高压电阻231分别与两个高压电动开关131 —一对应并联连接。本实施例中，三相高压电网的额定电压为10千伏。因此，第一高压电阻组21、第二高压电阻组22、第三高压电阻组23的阻值分别为30欧姆，则每个高压电阻的阻值定为15 欧姆；高压电动开关单相的额定电压为10千伏，额定电流为600安培。如图3所示，当该带有软启动功能的高压大功率变压器输入装置工作时，柜体4外部的控制系统通过三相高压电动开关装置1的状态反馈线14发送控制指令，从而断开三相高压电动开关装置1，在接收到三相高压电动开关装置1的控制信号线15发出的断开状态信号后，控制系统则允许前级高压开关SWl闭合。这样，第一高压电阻组21、第二高压电阻组22、第三高压电阻组23就被串联入三相高压电网中，使得变压器一次侧的电流受到限制，且该电流值由高压电阻组的阻值决定，可使合闸浪涌电流较小，减小对电网和变流器系统的冲击，从而对变压器TRl形成了有效保护。经过2秒后，变压器TRl中建立起了电流， 这时通过控制系统合上三相高压电动开关装置1，变压器TRl即可以正常工作了 ；当前级高压开关SWl断开后，变压器停止工作，再通过控制系统断开三相高压电动开关装置1，在控制系统接收到控制信号线15发出的断开状态后，带有软启动功能的高压大功率变压器输入装置即可以为变压器TRl的下次投入运行做好准备。综上所述，上述的带有软启动功能的高压大功率变压器输入装置，可使得合闸浪涌电流较小，减小对电网和变流器系统的冲击，提高变流器系统运行的可靠性。本实用新型的优点在于结构简单、控制方便、成本较低。 尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
权利要求1.一种带有软启动功能的高压大功率变压器输入装置，其特征在于，包含设置在柜体 (4)内的三相高压电动开关装置(1)和高压电阻装置(2)；所述的三相高压电动开关装置(1)包含分别串联在高压电网的三相主回路中的第一高压电动开关组(11)、第二高压电动开关组(12)、第三高压电动开关组(13)，该第一高压电动开关组(11)、第二高压电动开关组(12)和第三高压电动开关组(13)的一端连接柜体 (4)外的三相高压电网的前级高压开关(SW1)，该第一高压电动开关组(11)、第二高压电动开关组(12)和第三高压电动开关组(13)的另一端连接柜体(4)外的变压器(TRl)的一次侧；所述的高压电阻装置(2)包含第一高压电阻组(21)、第二高压电阻组(22)、第三高压电阻组(23 )，所述的第一高压电阻组(21 )、第二高压电阻组(22 )、第三高压电阻组(23 )分别与第一高压电动开关组(11)、第二高压电动开关组(12)、第三高压电动开关组(13)对应相连。
2.根据权利要求1所述的带有软启动功能的高压大功率变压器输入装置，其特征在于，所述的三相高压电动开关装置(1)还包含引出的控制信号线(15)和状态反馈线(14)， 该控制信号线(15)和状态反馈线(14)分别与柜体(4)外的控制系统相连。
3.根据权利要求1所述的带有软启动功能的高压大功率变压器输入装置，其特征在于，所述的第一高压电阻组(21)包含N1个串联的第一高压电阻(211)，第二高压电阻组 (22)包含N1个串联的第二高压电阻(221)，第三高压电阻组(23)包含N1个串联的第三高压电阻(231)。
4.根据权利要求3所述的带有软启动功能的高压大功率变压器输入装置，其特征在于，所述的第一高压电阻(211)、第二高压电阻(221)、第三高压电阻(231)分别由多片电阻片(24)串联构成。
5.根据权利要求3所述的带有软启动功能的高压大功率变压器输入装置，其特征在于，所述的第一高压电动开关组(11)包含N2个串联的第一高压电动开关(111)，第二高压电动开关组(12)包含N2个串联的第二高压电动开关(121)，第三高压电动开关(13)包含N2 个串联的第三高压电动开关(131)。
6.根据权利要求5所述的带有软启动功能的高压大功率变压器输入装置，其特征在于，所述的N1与N2的数值相等。
7.根据权利要求6所述的带有软启动功能的高压大功率变压器输入装置，其特征在于，所述的第一高压电阻组(21)中的N1个串联的第一高压电阻(211)与相对应的第一高压电动开关组(11)中的N2个串联的第一高压电动开关(111) 一一对应并联连接；所述的第二高压电阻组(22)中的N1个串联的第二高压电阻(221)与相对应的第二高压电动开关组(12)中的N2个串联的第二高压电动开关(121)—一对应并联连接；所述的第三高压电阻组(23)中的N1个串联的第三高压电阻(231)与相对应的第三高压电动开关组(13)中的N2个串联的第三高压电动开关(131)—一对应并联连接。
专利摘要本实用新型公开一种带有软启动功能的高压大功率变压器输入装置，包含三相高压电动开关装置和高压电阻装置，三相高压电动开关装置一端与前级高压开关相连，另一端与变压器的一次侧相连。高压电阻装置分为三组高压电阻组，高压电阻组分别与相对应相的高压电动开关并联连接。柜体外部的控制系统断开三相高压电动开关装置并允许前级高压开关闭合，高压电阻组被串联入高压电网，使变压器一次侧的电流受到限制，当变压器建立电流后，控制系统合上三相高压电动开关装置，变压器工作；当前级高压开关断开，变压器停止工作，控制系统断开三相高压电动开关装置即为变压器的下次运行做好准备，减小对电网和变流器系统的冲击，提高变流器系统运行的可靠性。
文档编号H02J3/38GK202059182SQ20112008197
公开日2011年11月30日 申请日期2011年3月25日 优先权日2011年3月25日
发明者兰志明, 史黎明, 朱春毅, 李凡, 杨琼涛, 段巍, 王成胜, 秦峰 申请人:上海磁浮交通发展有限公司, 上海磁浮交通工程技术研究中心