變壓器自動(dòng)選相控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力傳輸控制領(lǐng)域，特別地，涉及一種變壓器自動(dòng)選相控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力網(wǎng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，供需變化與功率平衡問題要求電網(wǎng)各部分能夠可靠、及 時(shí)地投入或切除。開關(guān)的操作性能對電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要。應(yīng)用于投切 容性負(fù)載（電容器組、空載輸電線等）或感性負(fù)載（變壓器、電抗器組、大容量電動(dòng)機(jī)等） 的開關(guān)，合分閘操作所帶來的開關(guān)暫態(tài)過程會(huì)對配電系統(tǒng)產(chǎn)生各種干擾，引起過電壓和過 電流，甚至?xí)鞑サ竭h(yuǎn)端影響其他用戶。
[0003] 電力變壓器是電力系統(tǒng)中運(yùn)用最多且最重要的電力設(shè)備之一，在發(fā)電、輸電和變 電等環(huán)節(jié)中都起到十分重要的作用，其穩(wěn)定的運(yùn)行決定著電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。變壓器由鐵芯 和線圈組成的，利用電磁感應(yīng)原理，將電能通過磁能轉(zhuǎn)化成電能的元器件。在傳遞能量的過 程中，變壓器會(huì)產(chǎn)生磁場，這樣會(huì)在變壓器的繞組中出現(xiàn)勵(lì)磁電流。變壓器在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)， 勵(lì)磁電流值一般都遠(yuǎn)小于其額定電流的十分之一。但是在變壓器投入電力系統(tǒng)運(yùn)行或者再 次恢復(fù)供電時(shí)，由于隨機(jī)合閘產(chǎn)生的磁通和變壓器的剩磁都有可能使鐵芯飽和，這是勵(lì)磁 涌流產(chǎn)生的根本原因。鐵芯飽和的程度越高則勵(lì)磁涌流的幅值越大。
[0004] 勵(lì)磁涌流在變壓器中存在的沖擊時(shí)間是很短的，但是變壓器使用過程中多次充電 及其應(yīng)力對鐵芯的影響是不可忽略的。大電流的沖擊次數(shù)過多，可能會(huì)引起繞組的機(jī)械應(yīng) 力損傷，嚴(yán)重的會(huì)使繞組變形或者燒毀。對斷路器的觸頭損傷也會(huì)很大。涌流中包含一定 成分的直流分量和諧波分量，對電網(wǎng)電能污染。涌流波形存在間斷角和尖頂，這種電流可能 直接造成變壓器差動(dòng)繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)作。
[0005] 當(dāng)前電力系統(tǒng)提出了多種方法來抑制這種涌流，主要分為外部控制方法和內(nèi)部控 制方法。外部控制方法即是通過在變壓器的外部采取適當(dāng)措施抑制涌流，主要包括軟啟動(dòng)、 低壓側(cè)并聯(lián)電容、變壓器中性點(diǎn)串聯(lián)電阻、斷路器并聯(lián)合閘電阻和選相開關(guān)技術(shù)。內(nèi)部方法 包括虛擬氣息法和改變變壓器繞組結(jié)構(gòu)等。
[0006] 變壓器低壓側(cè)并聯(lián)電容法，基于磁通飽和引起勵(lì)磁涌流加之低壓側(cè)磁通的極性和 高壓側(cè)相反的原理。并聯(lián)電容可限制繞組內(nèi)磁通的飽和，降低飽和點(diǎn)以達(dá)到削弱消除磁通 的目的。電容值選取過大會(huì)對變壓器的勵(lì)磁有影響，選取過低則不能達(dá)到削弱的效果，所以 該方法對電容值的選取要求很高。
[0007] 內(nèi)插電阻法是根據(jù)三相變壓器勵(lì)磁涌流的不平衡性提出的，用一個(gè)接地電阻連接 于中性點(diǎn)處，該電阻可以分擔(dān)加在鐵芯上的電壓承受不平衡的電流，從而削弱鐵芯的飽和 加速涌流的衰減時(shí)間。這種方法在變壓器某一相先合閘另外兩相后合閘時(shí)，能極大的削減 涌流，但是在三相同時(shí)進(jìn)行合閘操作時(shí)，卻會(huì)使一相電流減少，其他兩相卻增加的現(xiàn)象。所 以該方法還需進(jìn)一步改進(jìn)。
[0008] 改變變壓器的繞組法是通過改變一次側(cè)或者二次側(cè)繞組的分布方式，從而增加暫 態(tài)過程或者勵(lì)磁涌流的等效電感，實(shí)現(xiàn)削減涌流的作用。原邊產(chǎn)生勵(lì)磁涌流時(shí)，鐵芯中的磁 通是處于高不飽和狀態(tài)的，這時(shí)鐵芯磁導(dǎo)率很接近于真空磁導(dǎo)率，原邊繞組相當(dāng)于沒有鐵 芯的空心線圈，磁通也向外延伸。假使將繞組從內(nèi)向外移動(dòng)，空心線圈的截面積會(huì)增大，隨 之其電感也會(huì)相應(yīng)增大，涌流的大小是與等效電感值存在著反比關(guān)系，最終削減了涌流。在 多個(gè)空載變壓器的試驗(yàn)也驗(yàn)證了該方法的有效性。但是該方法對繞組的絕緣和對變壓器的 穩(wěn)定運(yùn)行都帶來一些影響，使該方法也存在一定的局限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明提供了一種變壓器自動(dòng)選相控制方法，以解決現(xiàn)有的變壓器在關(guān)合過程中 產(chǎn)生截流過電壓、勵(lì)磁涌流導(dǎo)致干擾的技術(shù)問題。
[0010] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0011] -種變壓器自動(dòng)選相控制方法，方法包括：
[0012] 實(shí)時(shí)檢測電網(wǎng)的電壓信號(hào)、電流信號(hào)，并進(jìn)行參考電壓零點(diǎn)、參考電流零點(diǎn)提?。?br>[0013] 接收驅(qū)動(dòng)變壓器動(dòng)作的動(dòng)作指令，檢測動(dòng)作指令是合閘指令還是分閘指令；按動(dòng) 作指令檢測用于控制變壓器合閘/分閘的斷路器觸頭的狀態(tài)及驅(qū)動(dòng)斷路器的儲(chǔ)能電容的 電壓值，判斷是否符合動(dòng)作要求；
[0014] 若是則執(zhí)行合閘/分閘操作；否則執(zhí)行故障處理操作。
[0015] 進(jìn)一步地，執(zhí)行合閘/分閘操作包括：
[0016] 對于分閘指令，根據(jù)參考電流過零點(diǎn)設(shè)置第一同步延時(shí)，執(zhí)行分閘操作；
[0017] 對于合閘指令，根據(jù)參考電壓過零點(diǎn)設(shè)置第二同步延時(shí)，執(zhí)行合閘操作。
[0018] 進(jìn)一步地，第一同步延時(shí)使得變壓器斷開后的剩磁最?。?br>[0019] 第二同步延時(shí)使得變壓器的預(yù)感應(yīng)磁通和其剩磁相等時(shí)合閘。
[0020] 進(jìn)一步地，對于三相變壓器，執(zhí)行合閘操作包括：
[0021] 不檢測剩磁控制策略，控制任一相在其磁通為零的相位合閘，并控制余下兩相在 四分之一工頻周期后合閘；
[0022] 檢測剩磁控制策略，通過檢測三相變壓器鐵芯的剩磁量，控制三相變壓器的合閘 操作。
[0023] 進(jìn)一步地，檢測剩磁控制策略包括：
[0024] 若任一相剩磁為零，余下兩相剩磁大小相等方向相反，則執(zhí)行快速合閘策略，即剩 磁為零的相位合閘，并在四分之一工頻周期后對余下兩相合閘；
[0025] 延時(shí)合閘策略，檢測某一相剩磁情況，并控制該相在剩磁最小的相位合閘，余下兩 相在至少兩個(gè)工頻周期后選擇最佳相位合閘；
[0026] 同步合閘策略，在某一相剩磁為零，余下兩相剩磁達(dá)到預(yù)定值且極性相反時(shí)，貝lj三 相同步合閘。
[0027] 進(jìn)一步地，剩磁的檢測為通過對變壓器繞組電壓積分得到，且剩磁落后電壓的相 位角90度。
[0028] 進(jìn)一步地，執(zhí)行故障處理操作包括：
[0029] 斷開用于自動(dòng)選相控制裝置的電源，以對該裝置進(jìn)行檢修。
[0030] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0031] 本發(fā)明變壓器自動(dòng)選相控制方法，通過采用選相自動(dòng)投切技術(shù)控制變壓器在最佳 相位完成合閘或分閘，使得變壓器投切實(shí)現(xiàn)無沖擊的平滑過渡。
[0032] 進(jìn)一步地，變壓器選相控制技術(shù)對變壓器繞組電壓檢測有效計(jì)算出鐵芯剩磁量， 針對剩磁的不同情況，提出了變壓器同步合閘、延遲合閘和快速合閘的三種不同策略；可以 有效的抑制變壓器在關(guān)合過程中勵(lì)磁涌流，保護(hù)變壓器安全運(yùn)行，從而提高供電質(zhì)量和系 統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0033] 除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。 下面將參照圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【附圖說明】
[0034] 構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí) 施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0035] 圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例變壓器自動(dòng)選相控制方法的流程示意圖；
[0036] 圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例自動(dòng)選相控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037] 圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例開關(guān)選相合閘控制時(shí)序示意圖；
[0038] 圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例開關(guān)選相分丨同控制時(shí)序不意圖；
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