CN105140885A - 主变压器励磁涌流抑制装置 - Google Patents

Abstract

一种变压器励磁涌流抑制装置，安装在NCS升压站控制系统和变压器断路器控制回路之间，其特征在于：该励磁涌流抑制装置通过对三相电源电压波形的监测，获取所述三相电源电压断电时变压器剩磁的极性，再依据偏磁与剩磁极性相反时相互抵消原理，推算出下次所述变压器断路器合闸时偏磁抵消剩磁的最佳合闸相位角，根据合闸角对所述变压器断路器进行控制合闸，进而实现无励磁涌流空投变压器。本发明设备安装简单、方便，回路接线简单、可靠。从根本上减少了励磁涌流出现的规模，由于能从源头上抑制励磁涌流，所以方法上是优于其它方式的。

Description

主变压器励磁涌流抑制装置

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，具体涉及一种主变压器励磁涌流抑制装置。

背景技术

在电力系统中断路器分合操作的瞬间，系统电压的相角通常都是随机和不确定的，常常导致在投切变压器等设备时，产生过电压和励磁涌流。不仅会对运行设备造成危害，而且会导致继电保护装置误动，严重威胁电力系统的安全稳定运行。

变压器励磁涌流产生的成因是：当变压器任何一侧发生电压骤增时，基于磁链守恒定律引起该侧绕组在此瞬变过程中产生抵制磁链突变的偏磁，进而可能导致铁心过度饱和，使变压器励磁电流急剧增大，其数值可达正常运行空载电流的数十倍。由于变压器绕组电阻r的存在，偏磁将按时间常数t＝l/r衰减，(l为绕组的电感)，励磁涌流也随之衰减。励磁涌流的产生机理是基于电感线圈遵守磁链守恒原理，即与电感线圈交链的磁通不能突变。当给变压器的任一侧绕组突然加交流电压时，外加电压企图产生的新磁通，被电感线圈产生的与新磁通大小相等极性相反的偏磁抵消，从而维持上电瞬间磁链守恒。偏磁将按＝l/r的时间常数逐渐衰减到零，与此同时由外施电压产生的新磁通逐渐建立，直至达到稳态的交变磁通，变压器上电的过渡过程就此结束。从而不难理解影响变压器励磁涌流大小的因素有：1.三相铁心结构形式；2.铁心硅钢片组装工艺水平；3.铁心材质；4.变压器三相绕组的接线方式和中性点接地方式；5.电源电压大小和合闸初相角；6.系统等值阻抗大小和相角；7.合闸前铁心磁通大小和方向。

对励磁涌流或者和应涌流产生的不安全影响，一般有两种方法去避除。一种是为了防止变压器差动保护误动，而采取通过鉴别出励磁涌流，闭锁差动保护的方法。鉴别的依据是因为励磁涌流具有以下特点：包含有很大成分的非周期分量；往往使涌流偏于时间轴一侧；包含有大量的高次谐波分量，并以二次谐波为主；励磁涌流波形出现间断。另一种方法是通过减少励磁涌流的规模。具体方法有：(l)为减少主变停电或检修后产生的剩磁，在主变复电前应进行变压器的消磁工作，降低空充主变时产生的励磁涌流。(2)加装变压器励磁涌流抑制装置，降低空充主变时产生的励磁涌流。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构简单，实用性较强的主变压器励磁涌流抑制装置。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种主变压器励磁涌流抑制装置，安装在NCS升压站控制系统和主变压器断路器控制回路之间，由三个部分组成：

一是交流电流、电压采样回路：正常工作时，电压互感器和电流互感器将高压的电压和电流转为弱电信号送至上述交流电流、电压采样回路，励磁涌流抑制器进而获取电源电压断电时剩磁的极性，以及根据三相电源电压波形选择最佳的合闸时刻；

二是开关量输入、输出回路：励磁涌流抑制器接受NCS升压站控制系统发来的合闸或分闸命令，在恰当的时机通过输出接点驱动断路器的合闸或分闸控制回路，完成断路器的合闸或分闸；

三是信号回路：当电源侧电压互感器断线时，或励磁涌流抑制器自身故障时，将会向NCS升压站控制系统发出报警信息，告知运行值班人员。

本发明的有益效果是：

1.设备安装简单、方便，回路接线简单、可靠。

2.从根本上减少了励磁涌流出现的规模，由于能从源头上抑制励磁涌流，所以方法上是优于其它方式的。

3.极大降低了主变压器差动保护误动的概率，保证了空充变压器的成功率。

附图说明

图1为本发明安装系统图；

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1所示，一种主变压器励磁涌流抑制装置，将我厂500kV的I母线、II母线、3号主变、4号主变电压互感器二次电压，以及500kV第三串5033、5031断路器的电流互感器二次电流接入到励磁涌流抑制装置的交流采样回路，使励磁涌流抑制装置可以采集到母线A相电压作为电源电压，主变高压侧三相电压作为受控侧电压，以及断路器电流作为受控侧电流，以上模拟量参与装置的运算与控制。

实现对断路器分合闸角度的精确控制，断路器的分合闸时间的稳定性是很重要的因素。可使用上述涌流抑制装置内部提供的分合闸时间检测功能及录波功能现场测试获得。在断路器分合闸时间较为稳定的前提下，上述涌流抑制装置可通过公式对分合闸角度进行修正，以实现分合闸角度的精确控制。

如图1所示，为保证上述涌流抑制装置的动作可靠，还要将5033断路器、5031断路器的分合闸辅助接点引入上述装置的开关量输入回路，作为“分合闸启动校验”信号，只有当断路器的实际位置与上述装置出口命令一致时，上述装置才能通过开关量输出回路正确动作，分合断路器，否则装置将闭锁并报警。

在主变压器需要停运时，为防止主变压器内部产生剩余磁通，上述涌流抑制装置会进行“分相操作模式”下的分相分闸操作，具体过程如下：运行操作人员通过NCS系统发出断路器分闸命令，分闸命令送至上述涌流抑制装置，经过上述“分合闸启动校验”无误后，由上述涌流抑制装置将分闸命令发送至断路器就地控制箱，进行分相分闸操作。具体分闸顺序为：当母线电压A相为90°时,分开A相断路器,此时主变压器A相电压最高,磁通最小,同理,当母线电压A相为150°时,分开C相断路器,此时主变压器C相电压最高,磁通最小，当母线电压A相为210°时,分开B相断路器，此时主变压器B相电压最高,磁通最小。

在主变压器需要空充时，为防止主变压器内部产生偏磁，上述涌流抑制装置会进行“分相操作模式”下的分相合闸操作，具体过程如下：运行操作人员通过NCS系统发出断路器合闸命令，合闸命令送至上述涌流抑制装置，经过上述“分合闸启动校验”无误后，由上述涌流抑制装置将合闸命令发送至断路器就地控制箱，进行分相合闸操作。具体合闸顺序为：当母线电压A相为90°时,合上A相断路器,此时主变压器A相电压最高,磁通最小,同理,当母线电压A相为150°时,合上C相断路器,此时主变压器C相电压最高,磁通最小，当母线电压A相为210°时,合上B相断路器，此时主变压器B相电压最高,磁通最小。只有在“分相操作模式”下，对断路器的分合闸进行同步控制时，才能达到最佳的涌流抑制效果。

如图1所示，电压互感器TV断线时，分合闸启动校验失败时，以及上述涌流抑制装置自身故障时，将会由装置发出报警信号送至NCS系统，告知运行值班人员。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种主变压器励磁涌流抑制装置，安装在NCS升压站控制系统和主变压器断路器控制回路之间，其特征在于，由三个部分组成：

一是交流电流、电压采样回路：正常工作时，电压互感器和电流互感器将高压的电压和电流转为弱电信号送至上述交流电流、电压采样回路，励磁涌流抑制器进而获取电源电压断电时剩磁的极性，以及根据三相电源电压波形选择最佳的合闸时刻；

二是开关量输入、输出回路：励磁涌流抑制器接受NCS升压站控制系统发来的合闸或分闸命令，在恰当的时机通过输出接点驱动断路器的合闸或分闸控制回路，完成断路器的合闸或分闸；

三是信号回路：当电源侧电压互感器断线时，或励磁涌流抑制器自身故障时，将会向NCS升压站控制系统发出报警信息，告知运行值班人员。