一種基于三相共跳斷路器的合閘涌流抑制裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于三相共跳斷路器的合閘涌流抑制裝置，主要用于變壓器停電檢修后對變壓器充電時抑制變壓器合閘涌流。包括依次串聯(lián)的零點檢測模塊、延時模塊以及合閘驅(qū)動模塊。母線PT A相交流電壓經(jīng)過零點檢測模塊，變?yōu)橐哉也泓c為起點的矩形波信號，矩形波信號通過合閘按鈕后上升沿觸發(fā)延時模塊后，經(jīng)延時后，觸發(fā)MOSFET驅(qū)動開關(guān)，使合閘線圈導(dǎo)通，變壓器高壓側(cè)斷路器在A相電壓的峰值合閘、變壓器充電。從而大大減小變壓器合閘涌流，達到防止固定件松動、遏制變壓器差動保護等現(xiàn)象的目的。
【專利說明】
一種基于三相共跳斷路器的合閘涌流抑制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種基于三相共跳斷路器的合閘涌流抑制裝置，主要用于變壓器停電檢修后對變壓器充電時抑制變壓器合閘涌流。
【背景技術(shù)】
[0002]變壓器合閘充電時，一次側(cè)合閘瞬間正好是電壓過零時，由于變壓器鐵芯中的磁通相位落后電壓90度，所以此時鐵芯中的磁通為最大，但是磁通是不能突變的，所以鐵芯中會產(chǎn)生一個方向相反隨時間衰減速的直流磁通來抵消這個最大值，經(jīng)過半個周期后，這個直流磁通又與交流磁通方向相同，二者相加，就使得鐵芯飽和，就會產(chǎn)生很大的激磁涌流。電力系統(tǒng)的操作規(guī)范規(guī)定:大修后或新上的變壓器需要經(jīng)過五次合閘充電，大勵磁電流的多次沖擊會引起繞組間的機械力作用，可能逐漸使固定松動，此外合閘涌流可能引起變壓器的差動保護動作。目前，抑制合閘涌流的裝置大都通過復(fù)雜的電力電子電路精確控制斷路器各相的合閘時間，一般用于三相分跳斷路器。而目前大部分變電站，尤其是220kV及以下變電站主變壓器高壓側(cè)的斷路器均為三相共跳斷路器，前者結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、故障率高;后者無法抑制合閘涌流，容易造成上述固定件松動、變壓器差動保護等現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種基于三相共跳斷路器的合閘涌流抑制裝置，達到減小變壓器合閘涌流的目的。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
本發(fā)明所述一種基于三相共跳斷路器的合閘涌流抑制裝置，包括零點檢測模塊，用于檢測正弦電壓的過零點，輸出50Hz矩形波并將該矩形波的下降沿作為后續(xù)電路觸發(fā)信號；
延時模塊，用于調(diào)節(jié)零點檢測模塊輸出的脈沖寬度，使其滿足斷路器的合閘要求； 合閘驅(qū)動模塊，用于驅(qū)動斷路器完成合閘動作，
所述零點檢測模塊包括連接到母線互感器A相端的正弦信號輸入端、通過光電耦合器連接到正弦信號輸入端的矩形波信號輸出端;所述延時模塊的輸入端連接到矩形波信號輸出端，延時模塊的輸出端連接到合閘驅(qū)動模塊的輸入端;所述合閘驅(qū)動模塊由場效應(yīng)管及其驅(qū)動電路構(gòu)成。
[0005]所述延時模塊由三級串聯(lián)的集成電路74LS123及外圍電路構(gòu)成。
[0006]所述合閘驅(qū)動模塊中場效應(yīng)管的驅(qū)動電路由計時電路和驅(qū)動模組構(gòu)成，計時電路由集成電路NE555N2及其外圍電路構(gòu)成，集成電路NE555N2的觸發(fā)端連接延時模塊的輸出端；集成電路NE555N2的輸出端連接到驅(qū)動模組的輸入端，所述驅(qū)動模組采用集成電路M57962，所述集成電路M57962的輸入端連接到計時電路的輸出端，集成電路M57962的輸出端連接到場效應(yīng)管的柵極，所述場效應(yīng)管采用MOSFET。
[0007]在合閘驅(qū)動模塊的輸出端設(shè)置有斷路器。
[0008]所述零點檢測模塊的矩形波信號輸出端串聯(lián)有防涌流操作把手SB0;在合閘驅(qū)動模塊的輸出端設(shè)置有模式選擇開關(guān)。
[0009]采用上述技術(shù)方案后，通過該裝置實現(xiàn)對斷路器合閘相位的控制，通過確定電壓過零點，經(jīng)過一定的延時控制措施，使得變壓器合閘充電時恰好在A相電壓的峰值，從而大大減小變壓器合閘涌流，達到防止固定件松動、遏制變壓器差動保護等現(xiàn)象的目的。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明一個實施例的零點檢測模塊的電路圖。
[0011]圖2是延時模塊的電路圖。
[0012]圖3是合閘驅(qū)動模塊的電路圖。
[0013]圖4是本發(fā)明一個實施例的工作原理時序圖。
[0014]具體實施
本發(fā)明所述一種基于三相共跳斷路器的合閘涌流抑制裝置，包括零點檢測模塊，用于檢測正弦電壓的過零點，輸出50Hz矩形波并將該矩形波的下降沿作為后續(xù)電路觸發(fā)信號；
延時模塊，用于調(diào)節(jié)零點檢測模塊輸出的脈沖寬度，使其滿足斷路器的合閘要求； 合閘驅(qū)動模塊，用于驅(qū)動斷路器完成合閘動作。
[0015]所述零點檢測模塊包括連接到母線互感器A相端的正弦信號輸入端Vin、通過光電耦合器連接到正弦信號輸入端Vin的矩形波信號輸出端Vo;所述延時模塊的輸入端連接到矩形波信號輸出端Vo，延時模塊的輸出端連接到合閘驅(qū)動模塊的輸入端;所述合閘驅(qū)動模塊由場效應(yīng)管Tl及其驅(qū)動電路構(gòu)成。
[0016]如圖1所示，零點檢測模塊的核心元件光電耦合器的型號為NEC2501KK，正弦電壓信號輸入端Vin取自母線互感器二次A相電壓，電阻Rl取7.5ΜΩ，另一電阻R2取220K Ω，工作電壓Vcc取12V直流電壓。
[0017]零點檢測環(huán)節(jié)用于檢測正弦電壓的過零點，輸出50Hz矩形波，使用矩形波的下降沿作為后續(xù)電路的觸發(fā)信號。當防涌流操作把手SBO接通后，過零檢測得到的下降沿觸發(fā)信號輸出給延時環(huán)節(jié)。
[0018]如圖2所示，所述延時模塊由三級串聯(lián)的集成電路74LS123及外圍電路構(gòu)成。此部分有三片集成電路74LS123構(gòu)成，集成電路74LS123輸出脈寬是由其引腳14和16的電容電阻值決定的。第一片由矩形波信號輸出端Vo提供觸發(fā)信號，選擇電容Cl和電阻R3分別為0.1uF和22k，輸出50us的短脈寬。這個脈寬去觸發(fā)第二個集成電路74LS123，該芯片選取電容C2為4.7uF，可調(diào)電阻R4可實現(xiàn)阻值由0-20kΩ可調(diào)，這樣輸出信號為0_28ms的可調(diào)脈沖，用這個信號的下降沿去觸發(fā)下一片集成電路74LS123，使其輸出50us的短脈寬，同樣，選擇電容C3和電阻R5分別為0.1uF和22k。
[0019]通過調(diào)節(jié)本環(huán)節(jié)的脈沖寬度，可以控制合閘線圈在一個正弦波周期內(nèi)導(dǎo)通的時亥|J，從而使變壓器合閘充電時恰好在A相電壓的峰值(或谷值)。此脈沖寬度可由多次合閘試驗在A相的合閘涌流最小時獲得，也可由斷路器廠家提供。次脈沖寬度一旦確定，則從電壓過零點到變壓器合閘充電的時間確定，則變壓器每次合閘充電均在正弦周期的同一個時刻。
[0020]如圖3所示，所述合閘驅(qū)動模塊中場效應(yīng)管Tl的驅(qū)動電路由計時電路ICl和驅(qū)動模組IC2構(gòu)成，計時電路ICl由集成電路NE555N2及其外圍電路構(gòu)成，集成電路NE555N2的觸發(fā)端Vin2連接延時模塊的輸出端;集成電路NE555N2的輸出端連接到驅(qū)動模組IC2的輸入端，所述驅(qū)動模組IC2采用集成電路M57962，所述集成電路M57962的輸入端連接到計時電路ICl的輸出端，集成電路M57962的輸出端連接到場效應(yīng)管Tl的柵極，所述場效應(yīng)管Tl采用MOSFETo
[0021]另外，在合閘驅(qū)動模塊的輸出端設(shè)置有受其控制的斷路器。
[0022]所述零點檢測模塊的矩形波信號輸出端Vo串聯(lián)有防涌流操作把手SBO;在合閘驅(qū)動模塊的輸出端設(shè)置有模式選擇開關(guān)K。
[0023]本環(huán)節(jié)用延時模塊的輸出端輸出的脈沖信號的下降沿觸發(fā)計時電路ICl也就是集成電路NE555N2，輸出脈寬20ms左右的高電平信號，作為場效應(yīng)管Tl的驅(qū)動信號。此信號脈寬可通過可調(diào)電阻R6與電容C4控制，若該斷路器是電磁動力式，此信號脈寬應(yīng)不小于斷路器正常合閘時所合閘線圈所需要的通電時間，以保證斷路器能正常合閘。集成電路NE555N2管腳3輸出的脈寬，通過集成電路M57962芯片觸發(fā)場效應(yīng)管Tl導(dǎo)通后，合閘線圈LC導(dǎo)通，斷路器合閘。通過模式選擇開關(guān)K可選擇模式I和模式2，模式I在變壓器正常運行時投入，模式
2在變壓器充電時投入。在模式2下，五防操作開關(guān)SBl導(dǎo)通后，再按下開關(guān)SB0，即可讓零點檢測信號的下降沿觸發(fā)延時電路，進而觸發(fā)場效應(yīng)管Tl導(dǎo)通，合閘線圈LC導(dǎo)通，變壓器合閘充電。
[0024]圖3中，電容器C4固定為0.2uF，電阻R6為0-20kQ，可配合輸出0_70ms的脈寬。Vcc為15V，Vee為10V，電容器C4和電容器C5均為47uF，斷路器輔助觸點QF在斷路器合閘后自動斷開。
[0025]如圖4所示，控制原理如下:正弦交流信號LI取自母線互感器二次側(cè)A相電壓，A相交流電壓經(jīng)過過零點檢測模塊，變?yōu)橐哉也泓c為起點的矩形波信號L2，矩形波信號通過合閘按鈕后上升沿觸發(fā)延時模塊后，經(jīng)延時后，延時信號L4形成合閘信號L3，觸發(fā)場效應(yīng)管Tl驅(qū)動開關(guān)，場效應(yīng)管Tl導(dǎo)通，形成合閘線圈信號L5，則合閘線圈LC導(dǎo)通，變壓器高壓側(cè)斷路器在A相電壓的峰值合閘、變壓器充電。其中延時時間t的大小應(yīng)與使用斷路器的型號相配合。
【主權(quán)項】
1.一種基于三相共跳斷路器的合閘涌流抑制裝置，包括 零點檢測模塊，用于檢測正弦電壓的過零點，輸出50HZ矩形波并將該矩形波的下降沿作為后續(xù)電路觸發(fā)信號； 延時模塊，用于調(diào)節(jié)零點檢測模塊輸出的脈沖寬度，使其滿足斷路器的合閘要求； 合閘驅(qū)動模塊，用于驅(qū)動斷路器完成合閘動作， 其特征在于:所述零點檢測模塊包括連接到母線互感器A相端的正弦信號輸入端(Vin)、通過光電耦合器連接到正弦信號輸入端(Vin)的矩形波信號輸出端(Vo);所述延時模塊的輸入端連接到矩形波信號輸出端(Vo)，延時模塊的輸出端連接到合閘驅(qū)動模塊的輸入端;所述合閘驅(qū)動模塊由場效應(yīng)管(Tl)及其驅(qū)動電路構(gòu)成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三相共跳斷路器的合閘涌流抑制裝置，其特征在于:所述延時模塊由三級串聯(lián)的集成電路74LS123及外圍電路構(gòu)成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三相共跳斷路器的合閘涌流抑制裝置，其特征在于:所述合閘驅(qū)動模塊中場效應(yīng)管(Tl)的驅(qū)動電路由計時電路(ICl)和驅(qū)動模組(IC2)構(gòu)成，計時電路(ICl)由集成電路NE555N2及其外圍電路構(gòu)成，集成電路NE555N2的觸發(fā)端(Vin2)連接延時模塊的輸出端;集成電路NE555N2的輸出端連接到驅(qū)動模組(IC2)的輸入端，所述驅(qū)動模組(IC2)采用集成電路M57962，所述集成電路M57962的輸入端連接到計時電路(ICl)的輸出端，集成電路M57962的輸出端連接到場效應(yīng)管(TI)的柵極，所述場效應(yīng)管(TI)采用MOSFETo4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種基于三相共跳斷路器的合閘涌流抑制裝置，其特征在于:在合閘驅(qū)動模塊的輸出端設(shè)置有斷路器。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種基于三相共跳斷路器的合閘涌流抑制裝置，其特征在于:所述零點檢測模塊的矩形波信號輸出端(Vo)串聯(lián)有防涌流操作把手SBO;在合閘驅(qū)動模塊的輸出端設(shè)置有模式選擇開關(guān)(K)。
【文檔編號】H02H9/02GK105870897SQ201610384883
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月2日
【發(fā)明人】王偉亮, 劉朝霞, 周慶, 韓立業(yè), 張國奎, 馬立國, 王鳳霞, 呂萍, 汪緒文, 劉海洋, 景秉武, 張務(wù)福, 馬帥
【申請人】國網(wǎng)山東省電力公司萊蕪供電公司, 國家電網(wǎng)公司