CN101141067B - 限制涌流投切装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种供电或配电电路的调节装置，特别是一种限制涌流投切装置，包括有电阻、分合开关、断路器以及与分合开关和断路器控制连接的控制装置，电阻与分合开关串联连接后与断路器并联接连，并接后的电路串接入电网设备的三相线路中。本发明的特点在于，克服了本领域技术人员的技术偏见，所提供的限制涌流投切装置采用了电阻作为控制励磁涌流的电器设备，并在控制完励磁涌流的情况下，及时退出电阻，使得系统可以正常运行，达到了相当好的技术效果：操作简单、方便，大大节省了成本，具有相当高的经济价值。

Description

限制涌流投切装置

技术领域

本发明涉及一种供电或配电电路的调节装置，特别是一种限制涌流投切装置。

背景技术

在边远地区，用电负荷分散且电源容量不大(如风力发电场与柴油发电结合或者海上石油平台发供电点)也较分散，如与电力系统联网，其费用又比自建小电网的费用大得非常多，为此只能选择建设小电网，导致小电网的总电源装机容量与变压器单台容量的之比也较小(在3-4以下)。当小电网投入空载变压器时，由于其励磁涌流最大值可达6-8倍变压器额定电流，这么大的涌流加入电网中将使电网崩溃，因此必须采取限制涌流的措施。当今普遍采取的措施是采用能控制合闸角的电力电子开关，它能实现交流电压达最大值时接通电源，这样在不考虑变压器铁芯剩磁影响的情况下，励磁涌流极小。然而考虑到变压器铁芯剩磁的影响，还是要出现励磁涌流，但励磁涌流将被限制在较小的可承受的范围内。在国内还有提出采用并联电容器的办法，但同样也有铁芯剩磁影响的问题，另外还附加有电容器容量控制问题，难以具体实施。采用电力电子开关限制励磁涌流是可行的，但是其造价太高，如35KV的电力电子开关一套(或一台)是普通的SF6断路器或真空断路器造价的十多倍(SF6或真空断路器每台造价约10万元)，且国内没有生产这种产品(电力电子开关)，需要从国外进货，无论安装还是维护都需要相当大的人力、物力和财力。

发明构成

本发明的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种操作简单方便、且可有效抑制励磁涌流、同时大大减少成本的限制涌流投切装置。

本发明是通过以下途径来实现的：

限制涌流投切装置，其结构要点在于，包括有电阻、分合开关、断路器以及与分合开关和断路器控制连接的控制装置，电阻与分合开关串联连接后与断路器并联接连，并接后的电路串接入电网设备的三相线路中。

本发明技术可以运用于大部分需要限制励磁涌流的场合，在本发明说明书中，采用变压器这种电网设备作为例子来说明励磁涌流的具体发明构成。正常运行时，变压器的励磁电流在1％变压器额定电流以下，相应的励磁阻抗很大，在电压过零时投入空载变压器会导致铁芯饱和而出现很大的励磁涌流，相应的励磁阻抗变得很小。此时，采用串入电阻投空载变压器，当电阻的绝对阻值远大于饱和励磁阻抗时，合闸电流将被限制在一定范围，且能大大减小回路直流分量的衰减时间常数，并在短时间内使直流分量衰减到接近于0，因而可消除励磁涌流对小电网的影响。

具体可通过控制装置操作如下：投空载变压器时，分合开关先合闸，此时由于串入了电阻，合闸电流将被限制在一定范围，并在短时间内使直流分量衰减到接近于0。再限时合上断路器，便能安全地投入空载变压器，变压器投入后随即断开分合开关，进入正常运行状态。若分合开关投合到故障点，合后电流不能下降时，控制装置将限时断开分合开关，并停止对断路器的合闸操作。

以上限制涌流投切装置的操作简单，不需要控制合闸角，随时均可投入操作，因此操作方便；另外其只需控制分合开关和断路器的通断时间，这通过简单的设置即可达到目的，因此操作简单；由于本发明引用了电阻这一阻性电子元件，可使得合闸电流的直流分量在一定范围内并在短时间内大大衰减，甚至到零，其控制励磁涌流的效果也是相当好的。这套装置的造价仅约为普通断路器的2倍，而且产品在国内即可生产制造，无论是安装还是维护都极其方便简单，因此极大节省了设备从购置到安装及维护维修的成本，具有相当高的经济价值。

在本领域中，由于电网设备多数要考虑的都是电抗值的计算，因此在本技术问题的解决过程中，本领域的技术人员只考虑在线路中加入具有电抗值的设备，如电容器，或者直接采用开关进行控制，从而形成了一种技术偏见，即认为本发明所提出的技术问题不适用电阻来解决，然而本发明的技术人员却克服这种技术偏见，采用了电阻来解决励磁涌流的问题，这是因为励磁涌流多为直流分量，所以也达到了如下技术效果：操作简单、方便，大大节省了成本，具有相当高的经济价值。

本发明可以进一步具体为：

控制装置包括有电流检测装置、驱动装置和计时装置，计时装置的控制输出端和电流检测装置的控制输出端分别与驱动装置的两控制触发端连接，而驱动装置的一触发端与计时装置的计时触发端连接。

当开始投入变压器空载运行时，驱动装置控制分合开关闭合而断路器断开，并触发计时装置开始计时；在设定的计时时间内，如果电流检测装置检测到励磁涌流被有效控制，其将发送控制信号给驱动装置；到了计时时间，计时装置也将发送控制信号给驱动装置，驱动装置在同时接收到电流检测装置和计时装置的控制信号后，发出驱动控制信号控制断路器闭合接通后随即断开分合开关，当在设定的计时时间内，电流检测装置检测到电流没有下降，其将不会发送控制信号给驱动装置，驱动装置将在设定的时间内，即收到计时装置的控制信号后，断开分合开关，并停止断路器的合闸。

分合开关可以有如下选择：

分合开关为一种真空接触器，或者分合开关为一种负荷开关。

作为控制电阻接入的开关，分合开关还可以有多种选择，只要能满足在相应电压条件下对电阻的接入或断开控制即可。

断路器可以有如下选择：

断路器为一种SF₆断路器，或者断路器为一种真空断路器。

断路器主要是在控制完励磁涌流后将原来控制励磁涌流的电阻短接并将其退出系统电路，在正常运行时是不需要电阻接入的。断路器的选择除了列举的两种以外，还可以是其他在对应电压条件下可操作的断路器。

控制装置所包括的电流检测装置、驱动装置和计时装置均集成在一控制芯片中，该控制芯片的型号为：ISD1420。控制芯片也可以采用其他可实现与该控制装置相同技术效果的芯片型号，以上型号只是例举。

综上所述，本发明的特点在于，克服了本领域技术人员的技术偏见，所提供的限制涌流投切装置采用了电阻作为控制励磁涌流的电器设备，并在控制完励磁涌流的情况下，及时退出电阻，使得系统可以正常运行，达到了相当好的技术效果：操作简单、方便，大大节省了成本，具有相当高的经济价值。

附图说明

图1所示为本发明所述限制涌流投切装置的电路结构示意图；

图2所示为本发明所述限制涌流投切装置的控制装置框架示意图。

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

具体实施例

最佳实施例：

参照附图1，限制涌流投切装置，包括有电阻R、分合开关CZ、断路器CB以及与分合开关CZ和断路器CB控制连接的控制装置，电阻R与分合开关CZ串联连接后与断路器CB并联接连，并接后的电路串接入变压器B的三相线路中，即三相线路中，每一相都安装有一套的限制涌流投切装置。其中分合开关CZ为一种负荷开关，而断路器CB为一种SF₆断路器。

参照附图2，控制装置包括有电流检测装置、驱动装置和计时装置，计时装置的控制输出端和电流检测装置的控制输出端分别与驱动装置的两控制触发端连接，而驱动装置的一触发端与计时装置的计时触发端连接。其中电流检测装置、驱动装置和计时装置均集成在一控制芯片中，该控制芯片的型号为：RTOS ISD1420。当开始投入变压器空载运行时，驱动装置控制分合开关闭合而断路器断开，并触发计时装置开始计时；在设定的计时时间内，如果电流检测装置检测到励磁涌流被有效控制，其将发送控制信号给驱动装置；到了计时时间，计时装置也将发送控制信号给驱动装置，驱动装置在同时接收到电流检测装置和计时装置的控制信号后，发出驱动控制信号控制断路器CB闭合接通后随即断开分合开关CZ，当在设定的计时时间内，电流检测装置检测到电流没有下降，其将不会发送控制信号给驱动装置，驱动装置将在设定的时间内，即收到计时装置的控制信号后，断开分合开关CZ，并停止断路器CB的合闸。

本发明未述部分与现有技术相同。

Claims (4)

1.限制涌流投切装置，其特征在于，包括有电阻、分合开关、断路器以及与分合开关和断路器控制连接的控制装置，电阻与分合开关串联连接后与断路器并联连接，并接后的电路串接入电网设备的三相线路中，控制装置包括有电流检测装置、驱动装置和计时装置，计时装置的控制输出端和电流检测装置的控制输出端分别与驱动装置的两控制触发端连接，而驱动装置的一触发端与计时装置的计时触发端连接。

2.根据权利要求1所述的限制涌流投切装置，其特征在于：分合开关为一种真空接触器，或者分合开关为一种负荷开关。

3.根据权利要求1所述的限制涌流投切装置，其特征在于：断路器为一种SF₆断路器，或者断路器为一种真空断路器。

4.根据权利要求1所述的限制涌流投切装置，其特征在于：控制装置所包括的电流检测装置、驱动装置和计时装置均集成在一控制芯片中，该控制芯片的型号为：ISD1420。

Images