一种励磁涌流消除系统及方法与流程

本发明涉及一种励磁涌流消除系统及方法。

背景技术：

通过以下公式可得变压器冲击过程中由于暂态磁通(Φ_r+Φ_mcosα)e^-Rt/L的存在，导致其在冲击的瞬间可能会磁饱和，从而产生很高的励磁涌流。其中α为变压器冲击瞬间的初相角，R为变压器绕组电阻，L为变压器绕组电感，Φ_r为变压器冲击时铁芯中剩磁。

根据

可得:Φ＝-Φ_mcos(ωt+α)+(Φ_r+Φ_mcosα)e^-Rt/L (2)

${\mathrm{\Φ}}_m={\mathrm{LI}}_m=\frac{{\mathrm{LU}}_m}{\sqrt{R^2+{\left(\mathrm{\ω}L\right)}^2}}---\left(3\right)$

现在对于励磁涌流的常规处理方法有两种：

(1)通过识别反馈至二次回路的励磁涌流与故障电流模拟量的特征区分一次系统是否存在故障，在励磁涌流产生的瞬间闭锁保护，防止励磁涌流导致保护误动。此种方案一次回路中的励磁涌流仍然存在，且不能保证装置100％不误动；

(2)记录上次分闸的电压相角α，通过控制再次合闸时的电压相角α'使变压器中剩磁与偏磁极性相反互相抵消从而实现抑制励磁涌流的目的。此种方案虽然可以抑制甚至消除励磁涌流，但是实现的前提是必须记录上次分闸瞬间的电压相角α，不适用于变压器初次投运或者停运之后做过变压器特殊试验等剩磁不可控的情况。

技术实现要素：

本发明为了解决上述问题，提出了一种励磁涌流消除系统及方法，本发明完全消除变压器冲击时励磁涌流对系统的影响，适用范围非常广，可以完美解决孤网冲击大容量变压器时因励磁涌流导致系统瘫痪的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种励磁涌流消除系统，包括与待冲击变压器并联或串联在母线上的调压装置或发电机组，所述调压装置或发电机组与母线的连接处设置有第一控制开关，所述待冲击变压器与母线的连接处设置有第二控制开关，母线的系统出线或待冲击变压器的次级端设置有第三控制开关；

通过控制第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关的开关状态和开关顺序，使待冲击变压器的电压从零起升压至额定电压，实现稳态磁通的缓慢提升以消除励磁涌流。

所述待冲击变压器电压升至额定后，其同期装置并入母线系统，调压设备或发电机组脱网。

所述待冲击变压器电压升至额定后，第三控制开关的同期装置合闸，且其合闸导前时间根据假并列试验得到，假并列试验同时确认同期合闸点合格。

当选用发电机组时，解除发电机组的出口开关并网带初负荷逻辑以及出口开关联跳汽轮机逻辑。

所述励磁涌流消除系统的二次回路，将第三控制开关的合闸位置辅助接点先三相串联再并联接入第一控制开关的手动分闸回路中，实现第三控制开关合闸联跳所述第一控制开关，以减少调压设备或发电机组的并列连入时间。

当通过发电机组升压且不采用第三控制开关合闸联跳所述第一控制开关逻辑，必须将所述第三控制开关合闸位置接至发电机组并网带初负荷相关节点，防止发电机逆功率。

所述第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关为断路器。

所述调压装置或发电机组与待冲击变压器为相互独立的系统，非专用于待冲击变压器送电。

一种励磁涌流消除方法，使用调压设备或通过发电机组带需要冲击的变压器及相关母线缓慢升压至额定，具体包括：

1)确认设备耐压等试验合格，且系统接线无误以维持正常运行；

2)确认第一控制开关、第二控制开关在合闸状态，第三控制开关在分闸状态；

3)启动调压设备或发电机组，使母线与待冲击变压器零起升压至系统额定电压；

4)确认变压器运行正常后启动同期装置，第三控制开关同期合闸；

5)确认第一控制开关已断开，变压器运行正常，系统恢复正常运行方式。

本发明的有益效果为：完全消除变压器冲击时励磁涌流对系统的影响，可以完美解决孤网冲击大容量变压器时因励磁涌流导致系统瘫痪的问题。适用于所有电压等级的变压器；通过升压设备或发电机组与变压器串联或并联，变压器电压零启升压至额定，过程平稳，升压设备或发电机组并非专门用与冲击变压器，可以使用连在电网上的任意一台发电机组或调压设备代替，实用性强。

附图说明

图1是一次系统接线示意图；

图2是另一种一次设备接线示意图；

图3是图1、2中K3断路器合闸联跳K1断路器二次接线示意图；

图中：K1、K2、K3均为断路器，系统母线、调压设备或发电机组、系统出线均为正常运行设备。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

本发明采用的技术方案是：一种通过控制公式(2)中的稳态磁通-Φ_mcos(ωt+α)缓慢提升避免因变压器磁饱和产生励磁涌流，包括：使用调压设备或通过发电机组带需要冲击的变压器及相关母线缓慢升压至额定。

进一步，变压器电压升至额定后同期并入系统，调压设备或发电机组脱网。

并网开关和合闸之后联跳调压设备或发电机组出口开关使其脱网。

如图1、图2所示，一种使变压器缓慢升压的一次系统接线示意图，包括使用调压设备或通过发电机组带需要冲击的变压器及相关母线缓慢调压至额定。方案实施步骤为：

1)确认设备耐压等试验合格，且系统接线无误可以正常运行；

2)确认K1、K2在合闸状态，K3在分闸状态；

3)启动调压设备或发电机组，带系统母线与待冲击变压器零起升压至系统额定电压；

4)确认变压器运行正常后启动同期装置，K3同期合闸；

5)确认K1已断开，变压器运行正常；

6)变压器已正常带电运行，系统恢复正常运行方式。

备注：若首次采用此方案，必须确认同期合闸导前时间，进行K3断路器同期装置假并列试验确认同期合闸点合格。若使用发电机组，必须解除其出口开关并网带初负荷逻辑以及出口开关联跳汽轮机逻辑。

如图3所示，一种使图1、图2中的K3断路器合闸以后联跳K1断路器的二次回路接线图，包括将K3断路器合闸位置辅助接点三相串联(或两组节点先三相串联在并联)之后接入K1断路器手动分闸(或保护分闸)回路中，实现K3断路器合闸联跳K1断路器，减少调压设备或发电机组与系统的并列时间(详见图3)。

若不采用图3相关二次回路且使用发电机组升压，可以将K3断路器合闸位置接至发电机组并网带初负荷相关节点防止发电机逆功率。

为实现K3断路器合闸联跳K1断路器所采用的K3断路器三相合闸位置辅助节点，可以如图所示与并K1断路器手动分闸指令并联，也可以与保护跳闸指令并联。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。