一种抑制变压器合闸涌流的精准相控合闸装置的制作方法

1.本发明涉及变压器合闸涌流抑制和电力电子技术领域，具体涉及一种抑制变压器合闸涌流的精准相控合闸装置。


背景技术：

2.随着经济的发展，用电负荷的急剧增长，为了适应负荷的增长越来越多大容量及超大容量变压器投入应用，在大型变压器投运时不可避免产生合闸涌流涌流对变压器和系统造成冲击，使变压器使用寿命减少，影响电力系统运行的稳定性。为了解决涌流对变压器及系统的冲击，现在市场上应用的分相合闸策略因为技术原理的局限性及硬件执行机构的局限性，要么不能计算剩磁，要么不能实现精准合闸，从而导致对变压器合闸涌流的抑制效果较差。
3.从电网的发展来看抑制变压器合闸涌流是一个必须突破的课题，目前最具有发展前景，也最为彻底的方法是根据变压器剩磁精准相控合闸法，故此研发出一种抑制变压器合闸涌流的精准相控合闸装置。


技术实现要素：

4.本发明提出的一种抑制变压器合闸涌流的精准相控合闸装置，可解决上述技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
6.一种抑制变压器合闸涌流的精准相控合闸装置，包括测量pt1、测量pt2、测量ct3、执行单元以及综合命令单元；
7.测量pt1一端与母线相连，另一端接地；
8.执行单元的进线端与母线相连，执行单元的出线端与测量pt2的高压端相串联，测量pt2的低压端接地；
9.测量ct3的进线端与执行单元的出线端相串联，测量ct3的出线端为本装置的出线端；
10.综合命令单元，利用测量pt实时监测电源侧电压信号，当变压器需要投运时根据电压信号选择对执行单元发出命令；
11.当变压器退出运行时，综合命令单元根据执行元件中的断路器执行开断命令，根据测量pt及测量ct检测到负载侧的电压与电流信号计算出变压器铁芯剩磁，为下次变压器合闸投运做准备。
12.进一步的，执行单元包括断路器与双向晶闸管组成，除a相断路器外，b、c相断路器均与双向晶闸管(scr)并联。
13.由上述技术方案可知，本发明的抑制变压器合闸涌流的精准相控合闸装置，具有保护变压器及其他附属设备免受合闸涌流冲击及安全可靠、操作简单的优点，当变压器需要投运时，综合命令单元根据剩磁数据及测量pt的信号选择自动理想合闸角度控制执行单
元合闸，将变压器无涌流投入运行；当变压器退出运行时，综合命令单元根据执行单元下端测量pt与测量ct的信号自动计算出变压器剩磁，为下次投运做准备。
附图说明
14.图1是本发明专利系统示意图；
15.图2是本发明专利中执行单元电气连接原理图；
16.图3是本发明专利综合命令单元的控制动作逻辑图。
具体实施方式
17.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
18.如图1所示，一种抑制变压器合闸涌流的精准相控合闸装置利用精准相控合闸装置并结合剩磁精准计算技术，以实现空载变压器的零涌流投运。精准相控合闸装置包括：测量pt1、测量pt2、测量ct3、执行单元4以及综合命令单元。
19.测量pt1一端与母线相连，另一端接地；执行单元4的进线端与母线相连，执行单元4的出线端与测量pt2的高压端相串联，测量pt2的低压端接地；测量ct3的进线端与执行单元4的出线端相串联，测量ct3的出线端为本装置的出线端。
20.测量pt1、测量pt2均为高精度电压互感器；测量ct3为高精度电流互感器，实时监测回路电流。
21.执行单元4(如附图2)为高度快速断路器(k)与双向晶闸管(scr)组成，除a相断路器(k)外，b、c相断路器(k)均与双向晶闸管(scr)并联。
22.执行单元4中的高度快速断路器(k)合闸时间≯10ms，分闸时间≯5ms，能够快速开断故障电流，并具有高可靠性高稳定性，操作寿命可达万次以上。
23.执行单元4中的双向晶闸管(scr)具有微秒导通特性，具有导通零分散度、零预放电精准导通的特性。
24.综合命令单元，利用测量pt1实时监测电源侧电压信号，当变压器需要投运时根据电压信号选择对执行单元发出命令的合适时机。
25.当变压器退出运行时，综合命令单元根据执行元件4开断后，根据测量pt2及测量ct3检测到负载侧的电压与电流信号计算出变压器铁芯剩磁，为下次变压器合闸投运做准备。
26.工作原理如下：如图1、图2、图3，控制器内部存储有变压器初始剩磁，利用测量pt1实时监测电源侧电压信号，当变压器需要投运时根据剩磁及电压信号自动计算出执行单元4的导通合闸时机并发出执行命令。当执行单元4接收到合闸命令时，a相断路器先合闸，单相导通回路不产生电流，延时20ms b相晶闸管(scr)导通，然后c相晶闸管(scr)导通，利用晶闸管的微秒导通特性实现精准相控导通，以此实现被投变压器零涌流上电；在b、c相晶闸管持续导通的过程中，b、c相断路器合闸，完成变压器投运动作实现变压器的稳定运行。
27.当变压器退出运行时，综合命令单元命令执行单元4中的三相断路器(k)快速分闸，综合命令单元利用测量pt2及测量ct3实时测量电压与电流信号变化，根据测量到的电
压与电流信号计算出变压器剩磁，为下次投运做准备。
28.总的来说，本发明实施例利用精准相控合闸装置并结合剩磁计算技术，以实现空载变压器的零涌流投运。精准相控合闸装置包括：测量pt1、测量pt2、测量ct3、执行单元4以及综合命令单元。当变压器需要投运时，综合命令单元根据剩磁数据及执行单元4上端测量pt1的信号选择理想导通合闸时机控制执行单元4合闸，将变压器无涌流投入运行；当变压器退出运行时，综合命令单元根据执行单元下端测量pt2与测量ct3的信号计算出变压器剩磁，为下次投运做准备。
29.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。


技术特征：
1.一种抑制变压器合闸涌流的精准相控合闸装置，包括测量pt1、测量pt2、测量ct3、执行单元(4)以及综合命令单元；其特征在于，测量pt1一端与母线相连，另一端接地；执行单元(4)的进线端与母线相连，执行单元(4)的出线端与测量pt2的高压端相串联，测量pt2的低压端接地；测量ct3的进线端与执行单元(4)的出线端相串联，测量ct3的出线端为本装置的出线端；综合命令单元，利用测量pt(1)实时监测电源侧电压信号，当变压器需要投运时根据电压信号选择对执行单元发出命令；当变压器退出运行时，综合命令单元根据执行元件(4)中的断路器执行开断命令，根据测量pt(2)及测量ct(3)检测到负载侧的电压与电流信号计算出变压器铁芯剩磁，为下次变压器合闸投运做准备。2.根据权利要求1所述的抑制变压器合闸涌流的精准相控合闸装置，其特征在于：执行单元(4)包括断路器与双向晶闸管组成，除a相断路器外，b、c相断路器均与双向晶闸管并联。

技术总结
本发明的一种抑制变压器合闸涌流的精准相控合闸装置，利用精准相控合闸装置并结合剩磁计算技术，以实现空载变压器的零涌流投运。精准相控合闸装置包括三个测量PT、执行单元以及综合命令单元。当变压器需要投运时，综合命令单元根据剩磁数据及执行单元上端测量PT的信号选择设定合闸角度控制执行单元导通合闸，将变压器无涌流投入运行；当变压器退出运行时，综合命令单元命令执行单元中的快速断路器，实现快速开断功能，综合命令单元根据执行单元下端测量PT与测量CT的信号自动计算出变压器剩磁，为下次投运做准备。本发明专利具有安全可靠、保护变压器及其他附属设备免受合闸涌流冲击等优点，提高设备的运行寿命。提高设备的运行寿命。提高设备的运行寿命。


技术研发人员：吴亚星 孙玉泰 李强明 张伟 李晖 杨学礼 马鸿飞 余建昌 盛永文 张懊琦 白建英 韩磊 刘永朝 范成忠 田亚红 王川 李富强
受保护的技术使用者：青海黄河上游水电开发有限责任公司格尔木太阳能发电分公司 安徽徽电科技股份有限公司
技术研发日：2022.04.15
技术公布日：2022/6/28