CN213783271U - 一种空载变压器合闸涌流控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种空载变压器合闸涌流控制装置，涉及到变压器励磁涌流抑制技术领域。包括电源，所述电源与采集计算单元连接，可提供电能，所述采集计算单元接受开关量输入单元与信号接口单元输入的信号，所述采集计算单元与大功率电子开关单元通过信号连接，所述大功率电子开关单元与断路器连接，所述采集计算单元与键盘及液晶显示单元相互连接，所述采集计算单元与光信号输出单元连接。有益效果：保护变压器，防止继电保护误动作，防止变压器绕组承受巨大的电动力，从而造成绕组的损坏，实时计算三相变压器的波形角度，预测电压过零点，提高计算电压凹陷的精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及变压器励磁涌流抑制技术领域，具体来说，涉及一种空载变压器合闸涌流控制装置。
背景技术
变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压(或电流)。变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感效应，变换电压，电流和阻抗的器件。
变压器空载运行时，空载电流约占额定电流的1％～10％左右，而变压器在空载合闸瞬间可能出现较大的合闸过电流，该过电流称之为励磁涌流，其大小与合闸瞬间电源电压初相角有关，一般可达额定电流的数倍(7～12倍)甚至更高，如不采取措施，则可能造成变压器空载合闸瞬间开关误动跳闸，导致变压器不能顺利投入电网运行，同时，由于过高的冲击电流，变压器绕组会承受巨大的电动力，从而造成绕组的损坏，因此，需要寻找出一种控制策略，使得变压器在空载接入电网时，将励磁涌流控制在其额定电流值以下，确保继电保护此时不发生误动作，以及确保变压器自身绕组的安全。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种空载变压器合闸涌流控制装置，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种空载变压器合闸涌流控制装置，包括：电源，所述电源与采集计算单元连接，可提供电能，使采集计算单元能够正常运行，所述采集计算单元接受开关量输入单元与信号接口单元输入的信号，所述采集计算单元处理从所述采集计算单元接受开关量输入单元与信号接口单元输入的信号，所述采集计算单元与大功率电子开关单元通过信号连接，所述大功率电子开关单元与断路器连接，所述采集计算单元与信号继电器连接，可在故障时及时切断电路，对电路进行保护，所述采集计算单元与键盘及液晶显示单元相互连接，所述键盘及液晶显示单元与所述采集计算单元之间连接有人机界面，可实现人机交互，所述采集计算单元与光信号输出单元连接，可驱动火花间隙。
进一步，所述采集计算单元与所述开关量输入单元、所述信号接口单元、所述大功率电子开关单元、所述信号继电器之间设置有光电隔离器。
进一步，所述采集计算单元包括ADC、FPGA与DSP。
进一步，所述键盘及液晶显示单元包括键盘和液晶显示屏，所述键盘可输入命令对采集计算单元下达指令，所述液晶显示屏可显示合闸角度数值。
本实用新型的有益效果为：电源为整个装置提供动力，开关量输入单元对开关量的状态进行高速采集(数字信号)，作为输入信号传递给采集计算单元，并通过光电隔离器对采集到的输入信号进行隔离保护，同时，系统电压信号的电流信号通过信号接口单元传递给采集计算单元，光电隔离器对输入信号进行隔离保护，防止无关信号干扰采集计算单元中的ADC将电流信号(模拟信号) 转换成数字信号，传送给FPGA处理，FPGA通过数字之间的比较，寻找出三相变压器特定的合闸角度范围，再将该角度范围以数字信号的形式传送给DSP，DSP 将处理好的数字信号反馈给FPGA，而所述开关量为数字信号，故而直接进入到FPGA中参与计算，FPGA通过发送命令采集计算单元将内部处理的信息传递给大功率电子开关单元，从而可控制断路器的开关，进而防止系统电流过大烧毁电路，与此同时，光电隔离器对输出信号进行隔离保护，防止无关信号干扰，之后，采集计算单元再分别将开关量状态的信号传递给光信号输出单元与键盘及液晶显示单元，所述键盘及液晶显示单元可将合闸角度显示到液晶屏上，使用者可通过键盘输入命令，从而通过采集计算单元控制开关角度的大小，进而实现人机交互，继而使得励磁涌流电流值在变压器空载合闸时，处在比较理想的范围内，解决变压器空载合闸涌流过大的问题，进而保护变压器并防止继电保护误动作，所述光信号输出单元驱动火花间隙，在正常情况下火花间隙中的云母片，起电气绝缘作用，借以防止绝缘子因老化及其它原因而形成的泄漏电流流入轨道，使信号回路发生误动，一旦绝缘子被击穿或发生闪络时，又能及时被击穿，使短路电流能迅速经过接地线流入牵引轨，使牵引变电所继电保护装置动作，从而切除故障点。通过对三相变压器在不同电压初相角情况下进行合闸的励磁涌流的大小与其额定电流的比较，寻找出特定的合闸角度范围，使得在变压器空载合闸时的励磁涌流电流值处在比较理想的范围内，解决变压器空载合闸涌流过大的问题，进而保护变压器并防止继电保护误动作。采集计算单元通过对输入信号的分析，通过大功率电子开关单元控制断路器的开关，可在电流过大时及时断开电路，防止变压器绕组承受巨大的电动力，从而造成绕组的损坏。该装置通过编程控制，可实时计算三相变压器的波形角度，预测电压过零点，提高计算电压凹陷的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本实用新型实施例的功能结构图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
根据本实用新型的实施例，提供了一种空载变压器合闸涌流控制装置。
如图1所示，根据本实用新型实施例的空载变压器合闸涌流控制装置，包括：电源，所述电源与采集计算单元连接，可提供电能，使采集计算单元能够正常运行，所述采集计算单元接受开关量输入单元与信号接口单元输入的信号，所述采集计算单元处理从所述采集计算单元接受开关量输入单元与信号接口单元输入的信号，所述采集计算单元与大功率电子开关单元通过信号连接，所述大功率电子开关单元与断路器连接，所述采集计算单元与信号继电器连接，可在故障时及时切断电路，对电路进行保护，所述采集计算单元与键盘及液晶显示单元相互连接，所述键盘及液晶显示单元与所述采集计算单元之间连接有人机界面，可实现人机交互，所述采集计算单元与光信号输出单元连接，可驱动火花间隙。
在一个实施例中，对于上述采集计算单元来说，所述采集计算单元与所述开关量输入单元、所述信号接口单元、所述大功率电子开关单元、所述信号继电器之间设置有光电隔离器。
在一个实施例中，对于上述采集计算单元来说，所述采集计算单元包括 ADC、FPGA与DSP。
在一个实施例中，对于上述键盘及液晶显示单元来说，所述键盘及液晶显示单元包括键盘和液晶显示屏，所述键盘可输入命令对采集计算单元下达指令，所述液晶显示屏可显示合闸角度数值。
综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，电源为整个装置提供动力，开关量输入单元对开关量的状态进行高速采集(数字信号)，作为输入信号传递给采集计算单元，并通过光电隔离器对采集到的输入信号进行隔离保护，同时，系统电压信号的电流信号通过信号接口单元传递给采集计算单元，光电隔离器对输入信号进行隔离保护，防止无关信号干扰采集计算单元中的ADC将电流信号(模拟信号)转换成数字信号，传送给FPGA处理，FPGA通过数字之间的比较，寻找出三相变压器特定的合闸角度范围，再将该角度范围以数字信号的形式传送给DSP，DSP将处理好的数字信号反馈给FPGA，而所述开关量为数字信号，故而直接进入到FPGA中参与计算，FPGA通过发送命令采集计算单元将内部处理的信息传递给大功率电子开关单元，从而可控制断路器的开关，进而防止系统电流过大烧毁电路，与此同时，光电隔离器对输出信号进行隔离保护，防止无关信号干扰，之后，采集计算单元再分别将开关量状态的信号传递给光信号输出单元与键盘及液晶显示单元，所述键盘及液晶显示单元可将合闸角度显示到液晶屏上，使用者可通过键盘输入命令，从而通过采集计算单元控制开关角度的大小，进而实现人机交互，继而使得励磁涌流电流值在变压器空载合闸时，处在比较理想的范围内，解决变压器空载合闸涌流过大的问题，进而保护变压器并防止继电保护误动作，所述光信号输出单元驱动火花间隙，在正常情况下火花间隙中的云母片，起电气绝缘作用，借以防止绝缘子因老化及其它原因而形成的泄漏电流流入轨道，使信号回路发生误动，一旦绝缘子被击穿或发生闪络时，又能及时被击穿，使短路电流能迅速经过接地线流入牵引轨，使牵引变电所继电保护装置动作，从而切除故障点。
有益效果：1、通过对三相变压器在不同电压初相角情况下进行合闸的励磁涌流的大小与其额定电流的比较，寻找出特定的合闸角度范围，使得在变压器空载合闸时的励磁涌流电流值处在比较理想的范围内，解决变压器空载合闸涌流过大的问题，进而保护变压器并防止继电保护误动作。
2、采集计算单元通过对输入信号的分析，通过大功率电子开关单元控制断路器的开关，可在电流过大时及时断开电路，防止变压器绕组承受巨大的电动力，从而造成绕组的损坏。
3、该装置通过编程控制，可实时计算三相变压器的波形角度，预测电压过零点，提高计算电压凹陷的精度。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种空载变压器合闸涌流控制装置，包括：电源，其特征在于，所述电源与采集计算单元连接，可提供电能，使采集计算单元能够正常运行，所述采集计算单元接受开关量输入单元与信号接口单元输入的信号，所述采集计算单元处理从所述采集计算单元接受开关量输入单元与信号接口单元输入的信号，所述采集计算单元与电子开关单元通过信号连接，所述电子开关单元与断路器连接，所述采集计算单元与信号继电器连接，可在故障时及时切断电路，对电路进行保护，所述采集计算单元与键盘及液晶显示单元相互连接，所述键盘及液晶显示单元与所述采集计算单元之间连接有人机界面，可实现人机交互，所述采集计算单元与光信号输出单元连接，可驱动火花间隙。
2.根据权利要求1所述的一种空载变压器合闸涌流控制装置，其特征在于，所述采集计算单元与所述开关量输入单元、所述信号接口单元、所述电子开关单元、所述信号继电器之间设置有光电隔离器。
3.根据权利要求1所述的一种空载变压器合闸涌流控制装置，其特征在于，所述采集计算单元包括ADC、FPGA与DSP。
4.根据权利要求1所述的一种空载变压器合闸涌流控制装置，其特征在于，所述键盘及液晶显示单元包括键盘和液晶显示屏，所述键盘可输入命令对采集计算单元下达指令，所述液晶显示屏可显示合闸角度数值。
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