CN103872671A - 励磁涌流抑制系统 - Google Patents

Abstract

根据一个实施例，在变压器通过第一断路器来连接第一电源并且通过第二断路器来连接第二电源的情况下，如果检测到所述变压器与电源断开连接，那么根据计算得到的所述第一电源的残余磁通和电压，将所述第一断路器的三相中的一个特定相闭合，以抑制励磁涌流，然后闭合所述第一断路器的剩余两相。根据计算得到的所述第二电源的残余磁通以及电压，将所述第二断路器的三相中的一个特定相闭合，以抑制励磁涌流，然后闭合所述第二断路器的剩余两相。

Description

励磁涌流抑制系统

技术领域

本文所描述的实施例大体上涉及一种励磁涌流抑制系统（有时也称冲击电流抑制系统），这种系统用于抑制变压器通电时所产生的励磁涌流。

背景技术

众所周知，在空载加电执行励磁时，由于在变压器铁芯的周围仍存在磁通，会形成电流值很大的励磁涌流。励磁涌流要比变压器的额定负载电流大好几倍。如果形成了这种电流值很大的励磁涌流，那么系统电压就会发生波动。如果电压波动幅度很大，那么这种变化势必会对消费者造成影响。

根据一种已知的用于抑制励磁涌流的方法，当变压器与电源断开连接时，由变压器初级侧上的电压信号计算出残余磁通，然后，当参考相的预期磁通与所述残余磁通彼此相对应时，所述参考相的断路器闭合。然后，产生延迟，使另一相的预期磁通与所述残余磁通之间的差值最小，使剩余的两个断路器闭合。

但是，如1-1/2（1.5）总线配置这样的系统配置是通过两个断路器将变压器连接到电源的，在这种系统中，这两个断路器中的任何一个何时将变压器与电源断开连接，又何时将变压器与电源进行了连接，这些都是无法事先得知的。因此，根据相位来闭合这两个断路器以实现对励磁涌流进行抑制的目的颇具难度。

以下列举的是相关的现有技术文献。

专利文献1：日本专利申请KOKAI公开案No.2009-99347

专利文献2：日本专利申请KOKAI公开案No.2010-4686

非专利文献1：John H.Brunke等人的“通过可控式开关消除变压器涌流的方法-第I部分：理论思考（Elimination of Transformer Inrush Currents byControlled Switching-Part I:Theoretical Considerations）”，IEEE输电技术汇刊（IEEE Transactions on Power Delivery），IEEE，2001年4月，第16卷，编号2，第276页到280页。

根据上文所述的情况，在变压器是通过两个断路器连接到电源的系统配置中，需要提供一种励磁涌流抑制系统，能够对变压器连接到电源时所产生的励磁涌流进行抑制。

发明内容

大体上，根据一个实施例，提供一种励磁涌流抑制系统，用于抑制变压器的励磁涌流，该变压器通过第一断路器来连接第一电源，并且通过第二断路器来连接第二电源。

所述励磁涌流抑制系统包括：

变压器电压测量单元，其配置为测量所述变压器的三相交流电电压；

变压器断电检测单元，其配置为检测所述变压器是否与电源断开连接；

残余磁通计算单元，其配置为在所述变压器断电检测单元检测出所述变压器已经与电源断开连接的情况下，根据所述变压器电压测量单元测量得到的三相交流电电压来计算所述变压器三相的残余磁通；

第一电源电压测量单元，其配置为测量所述第一电源的三相交流电电压；

第一闭合单元，其配置为根据所述残余磁通计算单元计算得到的所述变压器三相的残余磁通以及所述第一电源电压测量单元测量得到的所述第一电源的三相交流电电压，在第一闭合相位时将所述第一断路器三相中的一个特定相闭合，以抑制励磁涌流，所述特定相是指，在所述三相的残余磁通中绝对值最大或绝对值最小的相；

第二闭合单元，其配置为在所述第一闭合单元将所述第一断路器的所述特定相闭合之后，在第二闭合相位时将所述第一断路器的除了所述特定相以外的其他两相闭合，以抑制励磁涌流；

第二电源电压测量单元，其配置为测量所述第二电源的三相交流电电压；

第三闭合单元，其配置为根据所述残余磁通计算单元计算得到的所述变压器三相的残余磁通以及所述第二电源电压测量单元测量得到的所述第二电源的三相交流电电压，在第三闭合相位时将所述第二断路器三相中的一个特定相闭合，以抑制励磁涌流，所述特定相是指，在所述三相的残余磁通中绝对值最大或绝对值最小的相；以及

第四闭合单元，其配置为在所述第三闭合单元将所述第二断路器的所述特定相闭合之后，在第四闭合相位时将所述第二断路器的除了所述特定相以外的其他两相闭合，以抑制励磁涌流。

附图说明

图1图示了根据本发明的第一实施例的励磁涌流抑制系统的配置；

图2的波形图所示为根据所述第一实施例，变压器通过第一断路器发生从断电到通电时的变压器相电压的变化；

图3的波形图所示为根据所述第一实施例，变压器通过第一断路器发生从断电到通电时的变压器铁芯的残余磁通变化；

图4的波形图所示为根据所述第一实施例，变压器通过第一断路器发生从断电到通电时的流过第一断路器的断路器电流的变化；

图5所示为根据本发明的第二实施例的励磁涌流抑制系统的配置；以及

图6所示为根据本发明的第三实施例的励磁涌流抑制系统的配置。

具体实施方式

下文将结合附图来描述实施例。

<第一实施例>

图1图示了根据本发明的第一实施例的励磁涌流抑制系统1的配置。下文各图中共有的部件分别用共同的附图标记来表示。下文只描述各图中不相同的部件，而省去对共同部件的描述。

励磁涌流抑制系统1被用于具有1-1/2（1.5）总线配置的电力系统。

励磁涌流抑制系统1包括：两个电源总线2a和2b；三个断路器3a、3b和3c；用于三相检测的两组电源电压检测器5Ua、5Va、5Wa与5Ub、5Vb、5Wb；变压器7；用于三相检测的变压器端电压检测器8U、8V和8W；以及两个励磁涌流抑制装置9a和9b。

第一电源总线2a和第二电源总线2b是一种电力系统的总线，这种电力系统包括具有U相、V相和W相的三相交流电电源。

变压器7的初级侧通过第一断路器3a以及第三断路器3c连接第一电源总线2a，还通过第二断路器3b连接第二电源总线2b。负载连接在第一断路器3a与第三断路器3c之间。通电时变压器7空载。下文中，假设第三断路器3c处于常闭状态，除非另有说明。

变压器7是三相变压器，包括三个线圈，用于对三相交流电电压变压。变压器7包括初级线圈701、次级线圈702以及第三线圈703。初级线圈701和次级线圈702采用Y形接法。第三线圈703采用Δ形接法。初级线圈701和次级线圈702的中性点接地。

第一断路器3a作为断路器，用于对U相、V相和W相的主触点31Ua、31Va和31Wa中的每一个进行操作。第一断路器3a具备辅助开关32Ua、32Va和32Wa，它们的操作与主触点31Ua、31Va和31Wa的断开/闭合状态相关。辅助开关32Ua到32Wa各自向两个励磁涌流抑制装置9a和9b中的每一个输出一个辅助开关信号，指示各个对应的触点31Ua到31Wa中各者是处于断开状态还是闭合状态。当第二断路器3b断开时，闭合第一断路器3a，变压器7便通过第一电源总线2a通电。当第二断路器3b断开时，断开第一断路器3a，变压器7便与电源断开连接。

第二断路器3b作为断路器，用于对U相、V相和W相的主触点31Ub、31Vb和31Wb中的每一个进行操作。第二断路器3b具备辅助开关32Ub、32Vb和32Wb，它们的操作与主触点31Ub、31Vb和31Wb的断开/闭合状态相关。辅助开关32Ub、32Vb和32Wb各自向两个励磁涌流抑制装置9a和9b中的每一个输出一个辅助开关信号，指示各个对应的触点31Ub、31Vb和31Wb中各者是处于断开状态还是闭合状态。当第一断路器3a断开时，闭合第二断路器3b，变压器7便通过第二电源总线2a通电。当第一断路器3a断开时，断开第二断路器3b，变压器7便与电源断开连接。

第一电源电压检测器5Ua、5Va和5Wa被提供用于对第一电源总线2a进行各相（U相、V相和W相）检测。第一电源电压检测器5Ua、5Va和5Wa属于测量计设备，用于对第一电源总线2a的各相的相电压（对地电压）进行测量。例如，第一电源电压检测器5Ua、5Va和5Wa是分压器，例如仪器用的电压互感器（VT），或电容式电位器（PD）。第一电源电压检测器5Ua、5Va和5Wa连接在第一电源总线2a的各个相与地面之间。第一电源电压检测器5Ua、5Va和5Wa将所检测到的值也就是检测信号输出到第一励磁涌流抑制装置9a。

第二电源电压检测器5Ub、5Vb和5Wb被提供用于对第二电源总线2b进行各相（U相、V相和W相）检测。第二电源电压检测器5Ub、5Vb和5Wb属于测量计设备，用于对第一电源总线2b的各相的相电压进行测量。例如，电源电压检测器5Ub、5Vb和5Wb是分压器，例如电压互感器，或电容式电位器。第二电源电压检测器5Ub、5Vb和5Wb连接在第一电源总线2b的各个相与地面之间。第二电源电压检测器5Ub、5Vb和5Wb将所检测到的值也就是检测信号输出到第二励磁涌流抑制装置9b。

变压器端电压检测器8U、8V和8W属于电压互感器，用于测量变压器7初级侧上的各终端（U相、V相和W相）的相电压Vu、Vv和Vw。例如，变压器端电压检测器8U、8V和8W是分压器，例如电压互感器，或电容式电位器。变压器端电压检测器8U、8V和8W被提供用于对变压器7的初级侧的各相中的每一个进行检测。变压器端电压检测器8U、8V和8W将所检测到的值也就是检测信号输出到第一励磁涌流抑制装置9a和第二励磁涌流抑制装置9b。

第一励磁涌流抑制装置9a根据从第一电源电压检测器5Ua、5Va、5Wa和变压器端电压检测器8U、8V、8W接收到的检测信号，向第一断路器3a各相的主触点31Ua、31Va和31Wa输出闭合命令。这样来闭合第一断路器3a。

第二励磁涌流抑制装置9b根据从第一电源电压检测器5Ub、5Vb、5Wb和变压器端电压检测器8U、8V、8W接收到的检测信号，向第二断路器3b各相的主触点31Ub、31Vb和31Wb输出闭合命令。这样来闭合第二断路器3b。

现在参看图1、图2、图3和图4，描述励磁涌流抑制装置9a和9b的配置。

图2、图3和图4所示为通过第一断路器3a进行的从变压器7断电的状态到变压器7通电的状态。图2的波形图所示为变压器7的相电压Vu、Vv和Vw的变化。图3的波形图所示为变压器7的残余磁通

和

的变化。图4的波形图所示为第一断路器3a中流过的断路器电流Iu、Iv和Iw的变化。时间t0表示变压器7的断电时间（断路器3断开的时间点）。

先描述第一励磁涌流抑制装置9a的配置。

第一励磁涌流抑制装置9a包括：电源电压测量单元901a、变压器电压测量单元902a、残余磁通计算单元903a、变压器断电检测单元904a、相检测单元905a以及闭合命令输出单元906a。

电源电压测量单元901a用于根据第一电源电压检测器5Ua、5Va和5Wa检测得到的检测信号，测量第一电源总线2a的相电压V1u、V1v和V1w。电源电压测量单元901a将测量得到的相电压V1u、V1v和V1w输出到相检测单元905a。

变压器电压测量单元902a根据变压器端电压检测器8U、8V和8W检测到的检测信号，测量变压器7初级侧上的相电压Vu、Vv和Vw。变压器电压测量单元902a将测量得到的变压器7初级侧上的相电压Vu、Vv和Vw输出到残余磁通计算单元903a。

变压器断电检测单元904a接收分别从第一断路器3a的辅助开关32Ua、32Va、32Wa和第二断路器3b的辅助开关32Ub、32Vb、32Wb输出的辅助开关信号。变压器断电检测单元904a根据第一断路器3a和第二断路器3b的输入辅助开关信号，检测变压器7是否与电源（即，第一电源总线2a和第二电源总线2b）断开连接。具体地说，如果第一断路器3a和第二断路器3b的辅助开关信号指示的是断开状态，那么变压器断电检测单元904a便确定变压器7是与电源断开连接的。当变压器断电检测单元904a检测出变压器7是与电源断开连接的，那么变压器断电检测单元904a便向残余磁通计算单元903a输出检测信号。

或者，变压器断电检测单元904a可以根据第一断路器3a或第二断路器3b的辅助开关信号以及根据变压器的相电压Vu、Vv和Vw，检测变压器7是否与电源断开连接。例如，如果第一断路器3a（或第二断路器3b）的辅助开关信号的指示从闭合状态变为断开状态，同时，如果变压器7的相电压Vu、Vv和Vw大致变为零，那么可以确定，变压器7与电源是断开连接的。

残余磁通计算单元903a根据变压器电压测量单元902a测量得到的相电压Vu、Vv和Vw，在变压器7通过第一断路器3a与电源断开连接后，分别对U相、V相和W相的相电压Vu、Vv和Vw中的每一个求积分。当变压器断电检测单元904a检测到变压器7已经与电源断开连接（也就是，第一断路器3a和第二断路器3b断开）时，残余磁通计算单元903a确定各个相电压Vu、Vv和Vw的积分值。残余磁通计算单元903a将确定的积分值设置为变压器7的铁芯的残余磁通（初级侧上的相磁通）

和

残余磁通计算单元903a将计算得到的磁通

和

输出到相检测单元905a。

将残余磁通计算单元903a计算得到的各相的磁通以及电源电压测量单元901a测量得到的第一电源总线2a的相电压V1u、V1v、V1w输入到相检测单元905a。相检测单元905a检测一个特定相，这个特定相是指，在各相的残余磁通

和

中，绝对值最大或最小的相。或者，相检测单元905a可以总是将绝对值最大或最小的其中一个相作为特定相。

如果在所检测到的第一电源总线2a的相电压V1u、V1v和V1w中，选取绝对值最大的相作为特定相，那么相检测单元905a，在零点处检测该相，零点是所述特定相的电压从与特定相的残余磁通相同的极性变成相反极性的位置。相反，如果在所检测到的第一电源总线2a的相电压V1u、V1v和V1w中，选取绝对值最小的相作为特定相，那么相检测单元905a将该特定相的电压为波高值时的相位检测为目标闭合相位θc1。相检测单元905a将所检测到的特定相以及目标闭合相位θc1输出到闭合命令输出单元906a。

下文将描述上述确定目标闭合相位θc1的原理。

如果选取残余磁通的绝对值最大的相作为特定相，那么所述特定相的残余磁通的值接近波高值。此外，对电压积分得到的预期磁通相对于这个电压延迟90度。因此，在零点相位时闭合第一断路器3a，残余磁通和预期磁通的值都接近波高值，零点相位是指特定相的电压从与残余磁通相同的极性变成相反极性的位置。也就是说，特定相的残余磁通与预期磁通之间的差值减小。因此，特定相的励磁涌流受到抑制。

如果选取残余磁通的绝对值最小的相作为特定相，那么所述特定相的残余磁通具有接近零点的值。因此，在特定相电压达到波高值的相位处闭合第一断路器3a，残余磁通与预期磁通都具有接近零点的值。也就是说，被观察相的残余磁通与其预期磁通之间的差值减小。因此，特定相的励磁涌流受到抑制。

如果在闭合第一断路器3a时变压器7随即被通电（例如，在第二断路器3b的辅助开关信号指示断开状态的情况下闭合第一断路器3a），闭合命令输出单元906a在相检测单元905a所检测到的目标闭合相位θc1处仅将第一断路器3a的特定相闭合。在第一断路器3a的特定相闭合后，闭合命令输出单元906a在目标闭合相位θc2处闭合除了第一断路器3a特定相以外的剩余两相。目标闭合相位θc2是指，从特定相的目标闭合相位θc1开始过了预设时段后，处于所述特定相的相电压的零点处的相位。在目标闭合相位θc2处闭合除了第一断路器3a的特定相以外的剩余两相，这样也抑制了在闭合这两相时所产生的励磁涌流。

如果变压器7已经通电（例如，在第二断路器3b的辅助开关信号指示闭合状态时，闭合第一断路器3a的情况），那么闭合命令输出单元906a仅在第一电源总线2a和第二电源总线2b彼此同步的情况下才将第一断路器3a闭合。在这种情况中，闭合命令输出单元906a可以按任何方式将第一断路器3a中的各个相闭合。

闭合命令输出单元906a向操作机构输出闭合命令，以便根据目标闭合相位θc1和θc2驱动第一断路器3a的主触点以使之闭合。这样使要闭合的第一断路器3a的各相的主触点闭合。

如果选取残余磁通的绝对值最大的相作为特定相，那么U相的残余磁通的绝对值最大，如图3。因此，特定相为U相。在目标闭合相位θc1处闭合第一断路器3a的这个特定相，并且在目标闭合相位θc2处闭合除了第一断路器3a的这个特定相以外的剩余两相，如图4所示，各相的断路器电流（励磁涌流）Iu、Iv和Iw都受到抑制而到了约几十安培，这个值小于额定电流。

接下来，描述第一励磁涌流抑制装置9b的配置。因为第二励磁涌流抑制装置9b的配置方式与第一励磁涌流抑制装置9a的相同，所以将主要描述与第一励磁涌流抑制装置9a不同的这些部件。

第二励磁涌流抑制装置9b包括：电源电压测量单元901b、变压器电压测量单元902b、残余磁通计算单元903b、变压器断电检测单元904b、相检测单元905b，以及闭合命令输出单元906b。

电源电压测量单元901b根据第二电源电压检测器5Ub、5Vb和5Wb检测到的检测信号，测量第一电源总线2b的相电压V2u、V2v和V2w。电源电压测量单元901b将测量得到的相电压V2u、V2v和V2w输出到相检测单元905b。

如第一励磁涌流抑制装置9a的变压器电压测量单元902a，变压器电压测量单元902b根据变压器端电压检测器8U、8V和8W检测到的检测信号，测量变压器7初级侧上的相电压Vu、Vv和Vw。变压器电压测量单元902b将测量得到的变压器7初级侧上的相电压Vu、Vv和Vw输出到残余磁通计算单元903b。

如第一励磁涌流抑制装置9a的变压器断电检测单元904a，变压器断电检测单元904b根据分别从第一断路器3a的辅助开关32Ua、32Va、32Wa以及第二断路器3b的辅助开关32Ub、32Vb、32Wb输出的辅助开关信号，检测变压器7是否与电源断开连接。当变压器断电检测单元904b检测出变压器7是与电源断开连接的时，变压器断电检测单元904b便向残余磁通计算单元903b输出检测信号。

如第一励磁涌流抑制装置9a的残余磁通计算单元903a，残余磁通计算单元903b根据变压器电压测量单元902b测量得到的相电压Vu、Vv和Vw，计算变压器7的铁芯的残余磁通

和残余磁通计算单元903b将计算得到的磁通

和

输出到相检测单元905b。

如第一励磁涌流抑制装置9a的相检测单元905a，相检测单元905b根据残余磁通和

检测三相中的特定相和目标闭合相位θc1。相检测单元905b将所检测到的特定相以及目标闭合相位θc1输出到闭合命令输出单元906b。

如第一励磁涌流抑制装置9a的闭合命令输出单元906a，如果在闭合第二断路器3b时变压器7随即被通电（例如，在第一断路器3a的辅助开关信号指示断开状态的情况下闭合第二断路器3b），闭合命令输出单元906b在相检测单元905b所检测到的目标闭合相位θc1处将第二断路器3b的特定相闭合，然后在预设时段后的目标闭合相位θc2处将除了第二断路器3b的特定相以外的剩余两相闭合。

这样，如第一励磁涌流抑制装置9a，当第二励磁涌流抑制装置9b将第二断路器3b闭合时，变压器7的励磁涌流便得到抑制。

如第一励磁涌流抑制装置9a的闭合命令输出单元906a，如果变压器7已经通电（例如，当第一断路器3a的辅助开关信号指示闭合状态时，第二断路器3b闭合的情况），那么闭合命令输出单元906b，将第二断路器3b闭合。

根据本实施例，即使所采用的系统配置中是通过两个断路器3a和3b来对变压器7通电，仍然可以通过分别针对这两个断路器3a和3b设置的励磁涌流抑制装置9a和9b来计算残余磁通

和这与断路器3a和3b的断开次序无关。因此，励磁涌流抑制装置9a和9b可以抑制变压器7通电时所产生的变压器7的励磁涌流，这与变压器7是通过断路器3a还是3b与电源断开连接无关。

<第二实施例>

图5图示了根据本发明的第二实施例的励磁涌流抑制系统1A的配置。

在励磁涌流抑制系统1A中，图1中所示的根据第一实施例的励磁涌流抑制系统1的两个励磁涌流抑制装置9a和9b分别被两个励磁涌流抑制装置9aA和9bA替代。这两个励磁涌流抑制装置9aA和9bA通过传递数据的传递路径进行连接。这个配置的其他特征与根据第一实施例的励磁涌流抑制系统1的相同。

在第一励磁涌流抑制装置9aA中，图1中的第一励磁涌流抑制装置9a的残余磁通计算单元903a、变压器断电检测单元904a以及相检测单元905a分别被残余磁通计算单元903aA、变压器断电检测单元904aA以及相检测单元905aA替代。这个配置的其他特征与根据第一实施例的第一励磁涌流抑制装置9a的相同。

在第二励磁涌流抑制装置9bA中，图1中的第二励磁涌流抑制装置9b的残余磁通计算单元903b、变压器断电检测单元904b以及相检测单元905b分别被残余磁通计算单元903bA、变压器断电检测单元904bA以及相检测单元905bA替代。这个配置的其他特征与根据第一实施例的第二励磁涌流抑制装置9b的相同。

第一励磁涌流抑制装置9aA的变压器断电检测单元904aA接收从第一断路器3a的辅助开关32Ua、32Va和32Wa输出的辅助开关信号。变压器断电检测单元904aA根据第一断路器3a的输入辅助开关信号，检测变压器7是否与电源断开连接。具体地说，如果第一断路器3a的辅助开关信号的指示从闭合状态变成断开状态，那么变压器断电检测单元904aA检测出变压器7已经与电源断开连接。这时，即使第二断路器3b处于闭合状态并且变压器7实际上没有与电源断开连接，变压器7可能被检测成是与电源是断开连接的。但是，只有当变压器7实际上是与电源断开连接的，变压器7与电源断开连接的情况才可以确定属实。当变压器断电检测单元904aA检测出变压器7是与电源断开连接的时，那么变压器断电检测单元904aA便向残余磁通计算单元903aA输出检测信号。

第二励磁涌流抑制装置9bA的变压器断电检测单元904bA接收从第二断路器3b的辅助开关32Ub、32Vb和32Wb输出的辅助开关信号。如第一励磁涌流抑制装置9aA的变压器断电检测单元904aA，变压器断电检测单元904bA检测变压器7是否与电源断开连接。具体地说，如果第一断路器3b的辅助开关信号的指示从闭合状态变成断开状态，那么变压器断电检测单元904bA检测成变压器7与电源断开连接。当变压器断电检测单元904bA检测出变压器7是与电源断开连接的，那么变压器断电检测单元904bA便向残余磁通计算单元903bA输出检测信号。第一励磁涌流抑制装置9aA的残余磁通计算单元903aA根据变压器电压测量单元902a测量得到的相电压Vu、Vv和Vw，在变压器7通过第一断路器3a与电源断开连接后，分别对相电压Vu、Vv和Vw中的每一个求积分。如果当变压器断电检测单元904aA检测出变压器7与电源断开连接时相电压Vu、Vv和Vw接近零值（也就是，变压器7与电源实际上断开连接的情况），那么残余磁通计算单元903aA确定变压器7的相电压Vu、Vv和Vw的积分值。如果当变压器断电检测单元904aA检测出变压器7与电源断开连接时相电压Vu、Vv和Vw并非接近零值（也就是，变压器7与电源实际上没有断开连接），那么残余磁通计算单元903aA确定变压器7的相电压Vu、Vv和Vw的积分值。残余磁通计算单元903aA将所确定的积分值，也就是变压器7的铁芯的残余磁通

和

输出到相检测单元905aA和第二励磁涌流抑制装置9bA的相检测单元905bA。第二励磁涌流抑制装置9bA的相检测单元905bA的输出是经过传递路径来实现的。这个配置的其他特征与根据第一实施例的第一残余磁通计算单元903a的相同。

如第一励磁涌流抑制装置9aA的残余磁通计算单元903aA，第二励磁涌流抑制装置9bA的残余磁通计算单元903bA确定变压器7的铁芯的残余磁通

和

残余磁通计算单元903bA将所确定的残余磁通

和

输出到相检测单元905bA和第一励磁涌流抑制装置9aA的相检测单元905aA。第一励磁涌流抑制装置9aA的相检测单元905aA的输出是经过传递路径来实现的。

第一励磁涌流抑制装置9aA的相检测单元905aA中被输入了由残余磁通计算单元903aA或第二励磁涌流抑制装置9aA的残余磁通计算单元903bA提供的已确定的残余磁通

和

如根据第一实施例的相检测单元905a，相检测单元905aA根据所输入的残余磁通

和

以及由电源电压测量单元901a测量得到的第一电源总线2a的各个相电压V1u、V1v和V1w，检测三相中的特定相以及目标闭合相位θc1。相检测单元905aA将所检测到的特定相以及目标闭合相位θc1输出到闭合命令输出单元906a。这个配置的其他特征与根据第一实施例的相检测单元905a的相同。

如第一励磁涌流抑制装置9aA的相检测单元905aA，第二励磁涌流抑制装置9bA的相检测单元905bA检测特定相以及目标闭合相位θc1。相检测单元905bA将所检测到的特定相以及目标闭合相位θc1输出到闭合命令输出单元906b。根据本实施例，可以通过配置来实现与第一实施例相同的功能和效果，在这个配置中，两个励磁涌流抑制装置9a和9b分别接收完全由断路器3a和3b产生的辅助开关信号，指示接下来要执行的操作目标。

<第三实施例>

图6所示为根据本发明的第三实施例的励磁涌流抑制系统1B的配置。

在励磁涌流抑制系统1B中，图1中所示的根据第一实施例的励磁涌流抑制系统1的两个励磁涌流抑制装置9a和9b被一个励磁涌流抑制装置9B替代。这个配置的其他特征与根据第一实施例的励磁涌流抑制系统1的相同。

励磁涌流抑制装置9B包括两个电源电压测量单元901a和901b、变压器电压测量单元902B、残余磁通计算单元903B、变压器断电检测单元904B、两个相检测单元905a和905b以及两个闭合命令输出单元906a和906b。电源电压测量单元901a与根据第一实施例的第一励磁涌流抑制装置9a的电源电压测量单元901a相同。电源电压测量单元901a将测量得到的相电压V1u、V1v和V1w输出到相检测单元905a。

电源电压测量单元901b与根据第一实施例的第二励磁涌流抑制装置9b的电源电压测量单元901b相同。电源电压测量单元901b将测量得到的相电压V2u、V2v和V2w输出到相检测单元905b。

在变压器电压测量单元902B所采用的配置中，将根据第一实施例的两个励磁涌流抑制装置9a和9b各自所含的变压器电压测量单元902a和902b整合到了一个单元中。如根据所述第一实施例的变压器电压测量单元902a和902b，变压器电压测量单元902B将在变压器7的初级侧上测量到的相电压Vu、Vv和Vw输出到残余磁通计算单元903B。

在变压器断电检测单元904B所采用的配置中，将根据第一实施例的两个励磁涌流抑制装置9a和9b各自所含的变压器断电检测单元904a和904b整合到了一个单元中。如根据第一实施例的变压器断电检测单元904a和904b，当变压器断电检测单元904B根据第一断路器3a和第二断路器3b的各个辅助开关信号检测到变压器7与电源断开连接时，变压器断电检测单元904B将检测信号输出到残余磁通计算单元903B。

在残余磁通计算单元903B所采用的配置中，将根据第一实施例的两个励磁涌流抑制装置9a和9b各自所含的残余磁通计算单元903a和903b整合到了一个单元中。如根据第一实施例的残余磁通计算单元903a和903b，残余磁通计算单元903B在变压器7通过第一断路器3a或第二断路器3b与电源断开连接后，计算各相的残余磁通和残余磁通计算单元903B根据上述两个相检测单元905a和905b输出计算得到的磁通

和

相检测单元905a与根据第一实施例的第一励磁涌流抑制装置9a的相检测单元905a相同。相检测单元905a根据残余磁通计算单元903B计算得到的残余磁通

中的每一个以及电源电压测量单元901a测量得到的第一电源总线2a的相电压V1u、V1v和V1w，检测三相中的特定相以及目标闭合相位θc1，以闭合第一断路器3a。

相检测单元905b与根据第一实施例的第一励磁涌流抑制装置9b的相检测单元905b相同。相检测单元905b根据残余磁通计算单元903B计算得到的残余磁通

中的每一个以及电源电压测量单元901b测量得到的第二电源总线2b的相电压V2u、V2v和V2w，检测三相中的特定相以及目标闭合相位θc1，以闭合第二断路器3b。

闭合命令输出单元906a与根据第一实施例的第一励磁涌流抑制装置9a的闭合命令输出单元906a相同。如果变压器7要通电，那么闭合命令输出单元906a根据相检测单元905a检测到的特定相和目标闭合相位θc1，通过两个步骤闭合第一断路器3a，如第一实施例所述。

闭合命令输出单元906b与根据第一实施例的第一励磁涌流抑制装置9b的闭合命令输出单元906b相同。如果变压器7要通电，那么闭合命令输出单元906b根据相检测单元905b检测到的特定相和目标闭合相位θc1，通过两个步骤闭合第二断路器3b，如第一实施例所述。

根据本实施例，用一个励磁涌流抑制装置9B替代根据第一实施例的两个励磁涌流抑制装置9a和9b，可以实现与第一实施例相同的功能和效果。

在上述各实施例中，由励磁涌流抑制装置9a、9b、9aA、9bA和9B控制的各个相参数可以进行校正以进一步提高准确性。例如，在闭合断路器3a和3b时，闭合时间会不同，原因是主触点之间产生的提前放电（也称弧前），也可以是操作机构发生了操作方面的变化。如果可以提前知道因为断路器闭合时的弧前和变化造成的闭合变化性质，那么便可以根据这些性质进行校正。进行了这类校正后，对于励磁涌流的控制可以更加稳定，即使是有这样的变化发生。

另外，在描述上述每一个实施例时所参考的是采用常见的1-1/2总线配置的电力系统。但是，本发明不限于此配置。该电力系统可以是能够通过两个或两个以上的断路器将变压器7应用到两个或两个以上的电源（电源总线2a和2b）的所有类型。例如，在各个实施例中可能省略了第三断路器3c。

同样，在每一个实施例中，电源总线2a和2b的相电压V1u、V1v、V1w以及V2u、V2v、V2w分别由电源电压检测器5Ua、5Va、5Wa以及5Ub、5Vb、5Wb进行测量。但是，可以测量电源总线2a和2b之间的线电压并将其转换成相电压Vu、Vv和Vw。类似地，变压器7初级侧上的相电压Vu、Vv和Vw由变压器端电压检测器8U、8V和8W测量。但是，本发明不限于上述实施例。变压器7的相电压Vu、Vv和Vw可以是次级线圈702的相电压，也可以是采用Δ形接法的第三线圈703的线间电压转换来的相电压。

同样，在每一个实施例中，变压器7可以是能够将三相交流电电压变换成三相交流电电压的三相变压器的所有类型。因此，变压器7不限于三个线圈，而是可以采用两个线圈，或者可以采用四个或四个以上的线圈。每一个线圈的连接类型可以是Y形接法和Δ形接法中的任一种，也可以是它们的任意组合。

在每一个实施例中，只要结果相同，那么计算的次序或地点可以随意改变。执行计算所在的位置可以是励磁涌流抑制装置9a、9b、9aA、9bA和9B的内部或外部。计算可以由各种检测器执行。

在每一个实施例中，励磁涌流抑制系统1到1B的配置中采用的是励磁涌流抑制装置9a、9b、9aA、9bA和9B中的一个或两个。系统1到1B的配置中可以采用任何数量的励磁涌流抑制装置。

尽管描述了特定的实施例，但是这些实施例只是采用实例进行了呈现，其意图并非用于限制本发明的范围。实际上，本文所描述的新颖方法和系统可以采用各种其他的形态加以体现；此外，可以在不脱离本发明的精神的情况下，对本文所描述的各种方法和系统的形态作出各种省略、替代和改变。所附权利要求书及其等效物意图涵盖落在本发明的精神和范围内的这类形态或修改。

Claims (8)

1.一种励磁涌流抑制系统，用于抑制变压器的励磁涌流，所述变压器通过第一断路器来连接第一电源，并且通过第二断路器来连接第二电源，所述系统包括：

变压器电压测量单元，其配置为测量所述变压器的三相交流电电压；

变压器断电检测单元，其配置为检测所述变压器是否与所述电源断开连接；

残余磁通计算单元，其配置为在所述变压器断电检测单元检测出所述变压器已经与所述电源断开连接的情况下，根据所述变压器电压测量单元测量得到的三相交流电电压来计算所述变压器三相的残余磁通；

第一电源电压测量单元，其配置为测量所述第一电源的三相交流电电压；

第一闭合单元，其配置为根据所述残余磁通计算单元计算得到的所述变压器三相的残余磁通以及所述第一电源电压测量单元测量得到的所述第一电源的三相交流电电压，在第一闭合相位处将所述第一断路器三相中的一个特定相闭合以抑制励磁涌流，所述特定相是指，在所述三相的残余磁通中绝对值最大或绝对值最小的相；

第二闭合单元，其配置为在所述第一闭合单元将所述第一断路器的所述特定相闭合之后，在第二闭合相位处将所述第一断路器的除了所述特定相以外的其他两相闭合，以抑制励磁涌流；

第二电源电压测量单元，其配置为测量所述第二电源的三相交流电电压；

第三闭合单元，其配置为根据所述残余磁通计算单元计算得到的所述变压器三相的残余磁通以及所述第二电源电压测量单元测量得到的所述第二电源的三相交流电电压，在第三闭合相位处将所述第二断路器三相中的一个特定相闭合，以抑制励磁涌流，所述特定相是指，在所述三相的残余磁通中绝对值最大或绝对值最小的相；以及

第四闭合单元，其配置为在所述第三闭合单元将所述第二断路器的所述特定相闭合之后，在第四闭合相位处将所述第二断路器的除了所述特定相以外的其他两相闭合，以抑制励磁涌流。

2.根据权利要求1所述的励磁涌流抑制系统，进一步包括：

第一励磁涌流抑制装置；以及

第二励磁涌流抑制装置，其中

所述第一励磁涌流抑制装置包括：

充当所述变压器测量单元的第一变压器电压测量单元，

充当所述变压器检测单元的第一变压器断电检测单元，

充当所述残余磁通计算单元的第一残余磁通计算单元，

所述第一电源电压测量单元，

所述第一闭合单元，以及

所述第二闭合单元；并且

所述第二励磁涌流抑制装置包括：

充当所述变压器测量单元的第二变压器电压测量单元，

充当变压器检测单元的第一变压器断电检测单元，

充当所述残余磁通计算单元的第二残余磁通计算单元，

所述第二电源电压测量单元，

所述第三闭合单元，以及

所述第四闭合单元。

3.根据权利要求1所述的励磁涌流抑制系统，其中：

当从所述第一断路器和所述第二断路器中的每一个都接收到指示断开状态的信号时，所述变压器断电检测单元确定所述变压器是与电源断开连接的。

4.一种励磁涌流抑制系统，用于抑制变压器的励磁涌流，所述变压器通过第一断路器来连接第一电源，并且通过第二断路器来连接第二电源，所述系统包括：

第一励磁涌流抑制装置；以及

第二励磁涌流抑制装置，其中

所述第一励磁涌流抑制装置包括：

第一变压器电压测量单元，其配置为测量所述第一变压器的三相交流电电压，

第一变压器断电检测单元，其配置为检测所述变压器是否通过所述第一断路器与所述电源断开连接，

第一残余磁通计算单元，其配置为在所述第一变压器断电检测单元检测出所述变压器已经与电源断开连接的情况下，根据所述第一变压器电压测量单元测量得到的三相交流电电压来计算所述变压器三相的残余磁通，

第一残余磁通传输单元，其配置为将所述第一残余磁通计算单元计算得到的所述变压器三相的残余磁通传输到所述第二励磁涌流抑制装置，

第一残余磁通接收单元，其配置为从所述第二励磁涌流抑制装置接收所述变压器三相的残余磁通，

第一电源电压测量单元，其配置为测量所述第一电源的三相交流电电压，

第一闭合单元，其配置为根据所述第一电源电压测量单元测量得到的所述第一电源的三相交流电电压，以及所述第一残余磁通计算单元计算得到的所述变压器三相的残余磁通或所述第一残余磁通接收单元接收到的所述变压器三相的残余磁通，在第一闭合相位处将所述第一断路器三相中的一个特定相闭合以抑制励磁涌流，所述特定相是指，在所述三相的残余磁通中绝对值最大或绝对值最小的相，以及

第二闭合单元，其配置为在所述第一闭合单元将所述第一断路器的所述特定相闭合之后，在第二闭合相位处将所述第一断路器的除了所述特定相以外的其他两相闭合，以抑制励磁涌流；并且

所述第二励磁涌流抑制装置包括：

第二变压器电压测量单元，其配置为测量所述第一变压器的三相交流电电压，

第二变压器断电检测单元，其配置为检测所述变压器是否通过所述第二断路器与电源断开连接，

第二残余磁通计算单元，其配置为在所述第二变压器断电检测单元检测出所述变压器已经与电源断开连接的情况下，根据所述第二变压器电压测量单元测量得到的三相交流电电压来计算所述变压器三相的残余磁通，

第二残余磁通传输单元，其配置为将所述第二残余磁通计算单元计算得到的所述变压器三相的残余磁通传输到所述第一励磁涌流抑制装置的所述第一残余磁通接收单元，

第二残余磁通接收单元，其配置为从所述第一励磁涌流抑制装置的所述第一残余磁通传输单元接收所述变压器三相的残余磁通，

第二电源电压测量单元，其配置为测量所述第二电源的三相交流电电压，

第三闭合单元，其配置为根据所述第二电源电压测量单元测量得到的所述第二电源的三相交流电电压，以及所述第二残余磁通计算单元计算得到的所述变压器三相的残余磁通或所述第二残余磁通接收单元接收到的所述变压器三相的残余磁通，在第三闭合相位处将所述第二断路器三相中的一个特定相闭合以抑制励磁涌流，所述特定相是指，在所述三相的残余磁通中绝对值最大或绝对值最小的相，以及

第四闭合单元，其配置为在所述第三闭合单元将所述第二断路器的所述特定相闭合之后，在第四闭合相位处将所述第二断路器的除了所述特定相以外的其他两相闭合，以抑制励磁涌流。

5.根据权利要求4所述的励磁涌流抑制系统，其中：

根据从所述第一断路器接收到的、指示断开状态的信号，以及所述第一变压器电压测量单元测量得到的三相交流电电压，所述第一变压器断电检测单元检测所述变压器是否通过所述第一断路器与电源断开连接；以及

根据从所述第二断路器接收到的、指示断开状态的信号，以及所述第二变压器电压测量单元测量得到的三相交流电电压，所述第二变压器断电检测单元检测所述变压器是否通过所述第二断路器与电源断开连接。

6.根据权利要求1所述的励磁涌流抑制系统，其中：

如果所述特定相是绝对值最大的相，那么所述第一闭合单元选取零点处的相位作为所述第一闭合相位，所述零点是指，所述第一电源的三相交流电电压的特定相从与残余磁通相同的极性改成相反极性的位置；或者，如果所述特定相是绝对值最小的相，那么所述第一闭合单元选取作为所述第一闭合相位的是，所述第一电源的三相交流电电压的特定相具有波高值的位置时的相位；以及

如果所述特定相是绝对值最大的相，那么所述第三闭合单元选取零点处的相位作为所述第三闭合相位，所述零点是指，所述第二电源的三相交流电电压的特定相从与残余磁通相同的极性改成相反极性的位置；或者，如果所述特定相是绝对值最小的相，那么所述第三闭合单元选取作为所述第一闭合相位的是，所述第一电源的三相交流电电压的特定相具有波高值的位置时的相位。

7.一种励磁涌流抑制方法，用于抑制变压器的励磁涌流，所述变压器通过第一断路器来连接第一电源，并且通过第二断路器来连接第二电源，所述方法包括：

测量三相交流电电压；

检测所述变压器是否与电源断开连接；

当检测到所述变压器是与电源断开连接的时，根据测量得到的所述变压器的三相交流电电压，计算所述变压器三相的残余磁通；

测量所述第一电源的三相交流电电压；

根据计算得到的所述变压器三相的残余磁通以及测量得到的所述第一电源的三相交流电电压，在第一闭合相位处将所述第一断路器三相中的一个特定相闭合，以抑制励磁涌流，所述特定相是指，在所述三相的残余磁通中绝对值最大或绝对值最小的相；

在闭合所述第一断路器的所述特定相后，在第二闭合相位处将所述第一断路器的除了所述特定相以外的其他两相闭合，以抑制励磁涌流；

测量所述第二电源的三相交流电电压；

根据计算得到的所述变压器三相的残余磁通以及测量得到的所述第二电源的三相交流电电压，在第三闭合相位处将所述第二断路器三相中的一个特定相闭合，以抑制励磁涌流，所述特定相是指，在所述三相的残余磁通中绝对值最大或绝对值最小的相；

在闭合所述第二断路器的所述特定相后，在第四闭合相位处将所述第二断路器的除了所述特定相以外的其他两相闭合，以抑制励磁涌流。

8.一种励磁涌流抑制方法，用于通过第一励磁涌流抑制装置以及第二励磁涌流抑制装置来抑制变压器的励磁涌流，所述变压器通过第一断路器来连接第一电源，并且通过第二断路器来连接第二电源，所述方法包括：

通过所述第一励磁涌流抑制装置测量所述变压器的三相交流电电压；

通过所述第一励磁涌流抑制装置检测所述变压器是否通过所述第一断路器与电源断开连接；

当所述第一励磁涌流抑制装置检测到所述变压器通过所述第一断路器与电源断开连接时，根据测量得到的所述变压器的三相交流电电压，计算所述变压器三相的残余磁通；

通过第一励磁涌流计算单元将计算得到的所述变压器三相的剩余涌流传输到所述第二励磁涌流抑制装置；

从所述第一励磁涌流抑制装置的第二残余磁通控制装置接收所述变压器三相的残余磁通；

通过所述第一励磁涌流抑制装置测量所述第一电源的三相交流电电压；

通过所述第一励磁涌流计算单元，根据测量得到的所述第一电源的三相交流电电压以及计算得到的所述变压器三相的残余磁通或者接收到的所述变压器三相的残余磁通，在第一闭合相位处将所述第一断路器三相中的一个特定相闭合，以抑制励磁涌流，所述特定相是指，在所述三相的残余磁通中绝对值最大或绝对值最小的相；

在闭合所述第一断路器的所述特定相后，通过所述第一励磁涌流抑制装置，在第二闭合相位处将所述第一断路器的除了所述特定相以外的其他两相闭合，以抑制励磁涌流；

通过所述第二励磁涌流抑制装置测量所述变压器的三相交流电电压；

通过所述第二励磁涌流抑制装置检测所述变压器通过所述第二断路器是否与电源断开连接；

当所述第二励磁涌流抑制装置检测到所述变压器通过所述第二断路器与所述电源断开连接时，根据测量得到的所述变压器的三相交流电电压，计算所述变压器三相的残余磁通；

通过第二励磁涌流计算单元将计算得到的所述变压器三相的剩余涌流传输到所述第一励磁涌流抑制装置；

从所述第二励磁涌流抑制装置的第一残余磁通控制装置接收所述变压器三相的残余磁通；

通过所述第二励磁涌流抑制装置测量所述第二电源的三相交流电电压；

通过所述第二励磁涌流计算单元，根据测量得到的所述第二电源的三相交流电电压以及计算得到的所述变压器三相的残余磁通或者接收到的所述变压器三相的残余磁通，在第三闭合相位处将所述第二断路器三相中的一个特定相闭合，以抑制励磁涌流，所述特定相是指，在所述三相的残余磁通中绝对值最大或绝对值最小的相；以及

在闭合所述第二断路器的所述特定相后，通过所述第二励磁涌流抑制装置在第四闭合相位处将所述第二断路器的除了所述特定相以外的其他两相闭合，以抑制励磁涌流。

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