基于合閘電壓頻率控制的變壓器勵(lì)磁涌流抑制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于合閘電壓頻率控制的變壓器勵(lì)磁涌流抑制系統(tǒng)及方法，包括剩磁檢測，參數(shù)設(shè)置；生成控制函數(shù)，計(jì)算控制函數(shù)參數(shù)；將系統(tǒng)電源與變壓器一次側(cè)通過合閘電壓頻率控制系統(tǒng)連接，根據(jù)控制函數(shù)改變輸入變壓器的電壓頻率，結(jié)束控制斷開合閘電壓頻率控制系統(tǒng)并將電源與變壓器一次側(cè)直接合閘。本發(fā)明的有益效果：能夠?qū)ψ儔浩骺蛰d合閘過程中磁通的大小進(jìn)行精確控制，使之不會(huì)超過變壓器鐵芯所能承受的飽和磁通，從而達(dá)到勵(lì)磁涌流的目的；能夠從根本上抑制勵(lì)磁涌流的產(chǎn)生，能更有效的避免勵(lì)磁涌流對變壓器本身、變壓器保護(hù)等設(shè)備的影響；允許對控制函數(shù)進(jìn)行選擇和設(shè)置，能夠確?？刂品桨傅撵`活性和對不同類型變壓器的適應(yīng)性。
【專利說明】
基于合閘電壓頻率控制的變壓器勵(lì)磁涌流抑制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)變壓器保護(hù)技術(shù)，特別涉及一種基于合閘電壓頻率控制的變 壓器勵(lì)磁涌流抑制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，當(dāng)變壓器空載合閘、區(qū)外故障切除或電源側(cè) 過電壓時(shí)，由于變壓器的感性特征，會(huì)產(chǎn)生較大的勵(lì)磁涌流，嚴(yán)重時(shí)可達(dá)到變壓器額定電流 的六到八倍。較大的勵(lì)磁涌流會(huì)使變壓器鐵芯的發(fā)熱量增加，影響變壓器的使用壽命;會(huì)產(chǎn) 生大量諧波，影響電能質(zhì)量;還會(huì)造成繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作，影響電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。其 中變壓器空載合閘時(shí)產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流通常較大，給變壓器自身和保護(hù)裝置帶來的影響也較 為明顯。
[0003] 目前應(yīng)對勵(lì)磁涌流影響的方法包括：
[0004] (1)根據(jù)勵(lì)磁涌流區(qū)別于正常電流與故障電流的特征來識別勵(lì)磁涌流，然后避開 勵(lì)磁涌流的影響；該類方法受識別原理和信息處理方法的影響，識別正確率有待進(jìn)一步提 高。此外這類方法只能對勵(lì)磁電流進(jìn)行識別，無法控制勵(lì)磁涌流的大小。
[0005] (2)通過外接設(shè)備或改變變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)等方法抑制勵(lì)磁涌流的產(chǎn)生。該類方法 需要改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，且僅能從一定程度上抑制勵(lì)磁涌流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是為了抑制變壓器空載合閘過程中產(chǎn)生幅值較大的勵(lì)磁涌流，提供 一種基于合閘電壓頻率控制的變壓器勵(lì)磁涌流抑制系統(tǒng)及方法，通過在變壓器與一次側(cè)系 統(tǒng)電源之間接一個(gè)合閘電壓頻率控制系統(tǒng)，可控制輸入電壓的頻率大小，使變壓器鐵芯在 空載合閘過程中不會(huì)飽和，控制變壓器控制合閘過程中所產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流;從而達(dá)到減小 勵(lì)磁涌流對變壓器本身、對變壓器保護(hù)等設(shè)備不利影響的目的。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0008] -種基于合閘電壓頻率控制的變壓器勵(lì)磁涌流抑制系統(tǒng)，包括合閘電壓頻率控制 系統(tǒng)，所述合閘電壓頻率控制系統(tǒng)分別通過開關(guān)與電源系統(tǒng)和變壓器連接，所述電源系統(tǒng) 通過開關(guān)直接與變壓器連接；
[0009] 所述合閘電壓頻率控制系統(tǒng)包括：
[0010] 剩磁估算模塊：用于監(jiān)測變壓器合閘之前鐵芯內(nèi)的剩磁情況，并將剩磁數(shù)據(jù)傳送 至合閘電壓頻率函數(shù)控制模塊；
[0011]控制參數(shù)設(shè)置模塊:用于將人為設(shè)定的控制開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、結(jié)束控制的條件 參數(shù)變成合閘電壓頻率函數(shù)控制模塊可識別的信號，并將所述信號傳送至合閘電壓頻率函 數(shù)控制模塊；
[0012]合閘電壓頻率函數(shù)控制模塊:用于將輸入的信號按照預(yù)定的控制原理生成電壓頻 率控制函數(shù)，計(jì)算控制函數(shù)的各參數(shù);按照控制函數(shù)的參數(shù)將控制信號分別輸出到合閘電 壓頻率輸出模塊和開關(guān)切換控制模塊中；
[0013] 合閘電壓頻率輸出模塊:根據(jù)接收到的合閘電壓頻率函數(shù)控制模塊的控制參數(shù)， 對輸出電壓頻率進(jìn)行改變并輸出改變后的電壓；
[0014] 開關(guān)切換控制模塊：用于根據(jù)接收到的合閘電壓頻率函數(shù)控制模塊的控制參數(shù)， 控制變壓器的空載合閘。
[0015] 進(jìn)一步地，在控制開始的時(shí)刻，將系統(tǒng)電源通過合閘電壓頻率控制系統(tǒng)接通到空 載變壓器的一次側(cè)，對電源電壓進(jìn)行頻率控制，輸出改變頻率后的電源電壓;達(dá)到結(jié)束控制 條件后，切斷合閘電壓頻率控制系統(tǒng)與變壓器、系統(tǒng)電源之間的連接，并將系統(tǒng)電源直接與 變壓器一次側(cè)直接連接，結(jié)束整個(gè)合閘電壓頻率控制過程。
[0016] -種基于合閘電壓頻率控制的變壓器勵(lì)磁涌流抑制方法，包括：
[0017] ⑴檢測合閘前變壓器剩磁大小與方向，設(shè)置控制開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、控制結(jié)束 條件參數(shù)；
[0018] (2)按照預(yù)定的控制原理生成電壓頻率變化控制函數(shù)，計(jì)算控制函數(shù)的各參數(shù)；
[0019] (3)按照控制函數(shù)對系統(tǒng)電源電壓的頻率進(jìn)行改變;將改變頻率后的電壓輸入到 變壓器的一次側(cè)；
[0020] (4)達(dá)到控制結(jié)束條件后，電壓頻率控制結(jié)束，變壓器一次側(cè)的輸入電壓變?yōu)橄到y(tǒng) 電源電壓。
[0021] 進(jìn)一步地，所述步驟(1)中，控制結(jié)束條件指結(jié)束控制時(shí)的變壓器磁通頻率等于工 頻。
[0022] 進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，控制原理為:通過控制輸入電壓頻率使變壓器鐵芯任 意時(shí)刻的磁通不超過變壓器飽和磁通。
[0023] 進(jìn)一步地，所述步驟⑵中，生成的控制函數(shù)為：
[0024] f(t) = fm(2-eat)；
[0025] 其中，a>0，fm彡50，a、fm分別為待設(shè)定的量。
[0026] 進(jìn)一步地，控制函數(shù)中的fm決定頻率的初值:fm越大，頻率初值越大，磁通幅值初值 越小。
[0027] 進(jìn)一步地，fm在合閘角與剩磁最不利情況合閘時(shí)獲得，即變壓器瞬時(shí)磁通等于飽 和磁通的極限愔況下莊得.
[0028]
[0029] 其中，Um為系統(tǒng)電源幅值，N1為變壓器一次側(cè)繞組匝數(shù)，心為變壓器一次側(cè)繞組電 阻，為變壓器磁化電感，Φ ο為變壓器剩磁，<i>sat= 1.26 Φν，Φ N為額定磁通。
[0030] 進(jìn)一步地，控制函數(shù)中的a決定電壓頻率的變化率:a越大頻率的衰減越快;a的值 是在控制過程經(jīng)過A t時(shí)間結(jié)束時(shí)，令頻率函數(shù)等于工頻得到，
[0031]
[0032] 其中，Δ t為電壓頻率控制過程的時(shí)長。
[0033]本發(fā)明的有益效果是：
[0034] 變壓器空載合閘過程中產(chǎn)生的幅值較大的勵(lì)磁涌流，不僅給變壓器本身帶來不利 影響，還會(huì)影響變壓器保護(hù)的正常工作，導(dǎo)致空載合閘失敗。本發(fā)明從分析變壓器空載合閘 勵(lì)磁涌流的產(chǎn)生機(jī)理出發(fā)，分析產(chǎn)生勵(lì)磁涌流的各種影響因素，確定抑制勵(lì)磁涌流的技術(shù) 措施。在考慮各種技術(shù)措施實(shí)施的可行性前提下，選擇控制合閘電壓頻率這一參數(shù)，從而達(dá) 到控制變壓器空載合閘勵(lì)磁涌流的目的。
[0035] 本發(fā)明提出的技術(shù)措施，能夠?qū)ψ儔浩骺蛰d合閘過程中磁通的大小進(jìn)行精確控 制，使之不會(huì)超過變壓器鐵芯所能承受的飽和磁通，從而達(dá)到勵(lì)磁涌流的目的。與目前廣泛 采用的勵(lì)磁涌流識別方法相比，本發(fā)明能夠從根本上抑制勵(lì)磁涌流的產(chǎn)生，自然就能夠避 免勵(lì)磁涌流對變壓器本身、變壓器保護(hù)等設(shè)備的影響，而勵(lì)磁涌流識別方法不能減小勵(lì)磁 涌流，雖然能在一定程度上避免其對變壓器保護(hù)的不利影響，但無法避免其對變壓器本身 的影響。此外，本發(fā)明提出的變壓器空載合閘電壓頻率控制方案允許對控制參數(shù)進(jìn)行選擇 和設(shè)置，能夠確?？刂品桨傅撵`活性和對不同類型變壓器的適應(yīng)性。
【附圖說明】
[0036] 圖1是本發(fā)明設(shè)計(jì)的電壓頻率控制系統(tǒng)示意圖；
[0037] 圖2是電壓頻率控制曲線；
[0038]圖3(a)是仿真一的三相變壓器A相到B相的相間磁通圖；
[0039] 圖3(b)是仿真一的三相變壓器B相到C相的相間磁通圖；
[0040] 圖3(c)是仿真一的三相變壓器C相到A相的相間磁通圖；
[0041 ]圖4(a)是仿真二的三相變壓器A相到B相的相間磁通圖；
[0042] 圖4(b)是仿真二的三相變壓器B相到C相的相間磁通圖；
[0043] 圖4(c)是仿真二的三相變壓器C相到A相的相間磁通圖；
[0044] 圖5是仿真一差動(dòng)電流有效值；
[0045] 圖6是仿真二差動(dòng)電流有效值。
【具體實(shí)施方式】：
[0046] 下面結(jié)合附圖與實(shí)例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：
[0047] -種基于合閘電壓頻率控制的變壓器勵(lì)磁涌流抑制系統(tǒng)，如圖1所示，包括:合閘 電壓頻率控制系統(tǒng)，合閘電壓頻率控制系統(tǒng)分別通過開關(guān)與電源系統(tǒng)和變壓器連接，電源 系統(tǒng)通過開關(guān)直接與變壓器連接；
[0048]合閘電壓頻率控制系統(tǒng)包括：
[0049] 剩磁估算模塊：用于監(jiān)測變壓器合閘之前鐵芯內(nèi)的剩磁情況，包括剩磁的大小和 方向；并將剩磁數(shù)據(jù)傳送至合閘電壓頻率函數(shù)控制模塊；
[0050] 控制參數(shù)設(shè)置模塊:用于將人為設(shè)定的控制開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、結(jié)束控制的條件 等參數(shù)變成合閘電壓頻率函數(shù)控制模塊可識別的信號，并將所述信號傳送至合閘電壓頻率 函數(shù)控制模塊；
[0051 ]其中，結(jié)束控制的條件指結(jié)束控制過程時(shí)的磁通幅值與正常運(yùn)行時(shí)磁通幅值之間 的差值小于設(shè)定的差值。
[0052]合閘電壓頻率函數(shù)控制模塊:用于將輸入的信號按照預(yù)定的控制原理生成控制函 數(shù)，計(jì)算控制函數(shù)的各參數(shù);按照控制函數(shù)的參數(shù)將控制信號分別輸出到合閘電壓頻率輸 出模塊和開關(guān)切換控制模塊中；
[0053] 合閘電壓頻率輸出模塊:根據(jù)接收到的合閘電壓頻率函數(shù)控制模塊的控制參數(shù)， 對輸出電壓頻率進(jìn)行改變并輸出改變后的電壓；
[0054] 開關(guān)切換控制模塊：用于根據(jù)接收到的合閘電壓頻率函數(shù)控制模塊的控制參數(shù)， 控制變壓器的空載合閘。
[0055] 合閘電壓頻率輸出模塊與開關(guān)切換控制模塊按照合閘電壓頻率控制模塊輸入的 控制信號，在控制開始的時(shí)刻，將系統(tǒng)電源通過合閘電壓頻率控制系統(tǒng)接通到空載變壓器 的一次側(cè)，開始合閘電壓頻率控制過程，達(dá)到結(jié)束控制條件后，切斷合閘電壓頻率控制系統(tǒng) 與變壓器、系統(tǒng)電源之間的連接，并將系統(tǒng)電源直接與變壓器一次直接連接，結(jié)束整個(gè)合閘 電壓頻率控制過程。
[0056] -種基于合閘電壓頻率控制的變壓器勵(lì)磁涌流抑制方法，包括：
[0057] (1)檢測合閘前變壓器剩磁大小與方向，設(shè)置控制開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間等參數(shù)；
[0058] (2)根據(jù)剩磁與設(shè)置的參數(shù)，根據(jù)控制原理生成特定的控制函數(shù)，計(jì)算控制函數(shù)的 各參數(shù)；
[0059] (3)將合閘電壓頻率控制系統(tǒng)接入到系統(tǒng)電源與變壓器一次側(cè)之間，整體系統(tǒng)進(jìn) 入合閘電壓頻率控制過程，按照控制函數(shù)對系統(tǒng)電源的電壓頻率進(jìn)行改變，結(jié)束電壓頻率 控制后將切斷合閘電壓頻率控制系統(tǒng)與電源和變壓器的連接，同時(shí)將系統(tǒng)電源與變壓器一 次側(cè)直接合閘。
[0060] 采用一種與暫態(tài)磁通分量變化規(guī)律互為倒數(shù)的單調(diào)遞減的電壓頻率變化控制函 數(shù)fw。該頻率控制函數(shù)曲線的特點(diǎn)是曲線平滑，不會(huì)引起磁通的突變，電壓頻率曲線函數(shù) 的斜率與暫態(tài)磁通分量曲線的斜率互為倒數(shù)，最終值等于工頻。因此可得到控制函數(shù)的函 數(shù)式f(t) = fm(2-eat)，其中a>0，fm彡50為待設(shè)定的量。
[0061 ] 勵(lì)磁涌流im與變壓器磁通Φηι的關(guān)系為im~Nl Φηι/?μ，其中Nl中為變壓器一次側(cè)繞 組匝數(shù)，U為變壓器磁化電感。變壓器磁通小于飽和磁通，勵(lì)磁涌流就不會(huì)影響變壓器正常 運(yùn)行。因此控制原理需要滿足整個(gè)合閘電壓頻率控制過程中變壓器鐵芯磁通不超過變壓器 飽和磁通，此處飽和磁通I . 1 Φ sat為1.26 Φν，Φ N為變壓器額定磁通。即任意時(shí)刻磁通Φιη需 滿足下式：
[0062]
(1)
[0063] 其中Φ ο為剩磁，α為合閘角，R1為一次側(cè)繞組電阻，Um為系統(tǒng)電源幅值，
[0064] 令公式（1)中的c〇=23ifw即可通過控制曲線函數(shù)來改變變壓器鐵芯的磁通，控制 曲線的函數(shù)中的fm決定頻率的初值。fm越大，頻率初值越大，磁通幅值初值越小。fm在合閘角 與剩磁最不利情況合閘時(shí)獲得，即變壓器瞬時(shí)磁通等于飽和磁通的極限情況下獲得，假設(shè) 式（1)中sin(a) = -1，φ 〇為正，為方便計(jì)算將穩(wěn)態(tài)分量中的sin( ω t+α) = 1，在t = 0時(shí)刻，令 變壓器內(nèi)磁通等于飽和磁通1.1 Φ sat，得到式(2)。式⑵為fm的值。
[0065]
(2.)
[0066] 控制函數(shù)中的a決定頻率的變化率。a越大頻率的衰減越快。a的值是在控制過程經(jīng) 過At時(shí)間結(jié)束時(shí)，令頻率函數(shù)等于工頻得到，即f m(2_eaAt) =50。結(jié)果如式⑶所示。 則
⑴
[0068]上述參數(shù)對單相與三相變壓器都適用。
[0069] 選擇任何控制函數(shù)都需要滿足式（1)，但不同的控制原理將會(huì)影響控制函數(shù)中參 數(shù)的取值。
[0070] 圖1中，當(dāng)要對變壓器進(jìn)行空載合閘時(shí)，首先同時(shí)閉合合閘電壓頻率控制系統(tǒng)與系 統(tǒng)電源、變壓器一側(cè)的兩開關(guān)，這樣加在變壓器一次側(cè)的電壓是合閘電壓頻率控制系統(tǒng)的 輸出電壓，輸出電壓的頻率變化是步驟(3)設(shè)定的控制函數(shù)的形式變化，此處操作能夠確保 磁通不會(huì)超過飽和磁通，因此不會(huì)產(chǎn)生較大的勵(lì)磁涌流。經(jīng)過預(yù)設(shè)的控制時(shí)間后合閘電壓 頻率控制系統(tǒng)的輸出電壓頻率等于工頻，此時(shí)先直接將變壓器一次側(cè)與系統(tǒng)電源接通，然 后先斷開合閘電壓頻率控制系統(tǒng)與變壓器一次側(cè)的開關(guān)，再斷開合閘電壓頻率控制系統(tǒng)與 系統(tǒng)電源的開關(guān)，將變壓器切換為系統(tǒng)電源供電，完成變壓器的空載合閘。
[0071] 當(dāng)合閘電壓頻率控制系統(tǒng)的輸出電壓頻率等于工頻后，合閘電壓頻率控制系統(tǒng)可 以退出運(yùn)行，改由系統(tǒng)電源直接給變壓器供電，此過程中不存在頻率的改變，且由于本發(fā)明 不改變電壓幅值和相角，因此在兩個(gè)供電回路切換時(shí)也不存在幅值和相角的突變。因此完 全可以忽略切換的暫態(tài)過程所帶來的沖擊。
[0072]搭建三相雙繞組變壓器模型如圖1所示，三相變壓器額定容量為400MVA，額定電壓 為220kV。系統(tǒng)電源為工頻220kV交流電，對直接空載合閘和采用合閘電壓控制方案合閘兩 種情況進(jìn)行了仿真。
[0073] 仿真一：設(shè)置三相剩磁分別為 Φ OA=O · 97 Φ max、Φ OB = -O · 70 Φ max、Φ OC = -O · 26 Φ max。在A相合閘角為0°時(shí)不采用合閘電壓頻率控制方案，直接三相空載合閘。
[0074] 仿真二:在仿真一的初始條件與合閘角都相同的情況下，采用合閘電壓頻率控制 措施。以1.1 Φ sat為磁通基準(zhǔn)值，本仿真變壓器的Φ max為0.88，三相剩磁中A相的剩磁最大， 則選擇A相的剩磁作為計(jì)算公式中的剩磁，即Φ Q = O . 97 Φ max。根據(jù)公式（2)計(jì)算得fm = 67.07。本仿真設(shè)置合閘電壓頻率控制過程時(shí)間為2秒，即At = 2s，根據(jù)公式(3)計(jì)算可得a =0.113。電壓頻率控制曲線函數(shù)示意圖如圖2所示。
[0075] 在三相變壓器模型中可以得到兩相之間的磁通，如圖3(a)-圖3(c)與圖4(a)-圖4 (c)所示，，縱坐標(biāo)是以1.1 為基準(zhǔn)的標(biāo)么值。但在三相變壓器模型中無法直接測量得到 勵(lì)磁涌流，因此以空載情況下的差動(dòng)電流間接反映勵(lì)磁涌流的大小，以額定電流為基準(zhǔn)值， 如圖5、圖6所示。
[0076]由圖3(a)-圖3(c)可見，由于仿真設(shè)置的各相剩磁不同，因此兩相間的鐵芯磁通變 化規(guī)律也不一樣。其中AB相間和BC相間磁通包含正向直流分量，其最大值在合閘后產(chǎn)生分 別為1.8與1.2XA相間的磁通包含負(fù)向直流分量，最小值在合閘后產(chǎn)生為-1.8。經(jīng)過約3s后 三相磁通波形平滑變?yōu)榉禐?.88的關(guān)于0對稱的正弦波。
[0077] 采用合閘電壓頻率控制方案后，仿真二的相間鐵芯磁通最值情況相比圖3要明顯 減小，如圖4(a)-圖4(c)所示。從1秒開始采用合閘電壓頻率控制方案后，三相的鐵芯磁通絕 對值最大值均沒有超過標(biāo)么值1，磁通幅值均由〇. 6逐漸增大到結(jié)束控制時(shí)的0.88。在3秒結(jié) 束控制方案時(shí)的磁通波形已經(jīng)逼近正常運(yùn)行狀態(tài)。
[0078] 對仿真一與仿真二的差動(dòng)電流標(biāo)么值進(jìn)行傅里葉變換得到其有效值分別如圖5與 圖6所示，仿真一的A、B、C相差動(dòng)電流有效值在合閘瞬間達(dá)到了最大值，分別為2.07、0.096、 2.09，經(jīng)過0.8秒后均衰減至0.032。仿真二在開始實(shí)施控制方案后，A、B、C相差動(dòng)電流分別 從0.024、0.022、0.027開始振動(dòng)變化到控制結(jié)束時(shí)的0.040、0.039，0.041，振動(dòng)改變的原因 是由于頻率在不斷的改變。結(jié)束控制方案之后均出現(xiàn)一個(gè)小幅的跳變，經(jīng)過1.2秒后穩(wěn)定到 0.032。仿真二的差動(dòng)電流有效值在整個(gè)過程中，其最大值相對于仿真一的最大值減小了50 倍多，且其最大值遠(yuǎn)小于標(biāo)么值，因此可以忽略勵(lì)磁涌流對差動(dòng)電流的影響。
[0079] 綜上可見仿真二的合閘電壓頻率控制方案能夠有效控制變壓器鐵芯磁通不超過 飽和值，從而可以有效的減小勵(lì)磁涌流對三相變壓器運(yùn)行的影響，因此本發(fā)明的電壓頻率 控制策略可以達(dá)到抑制勵(lì)磁涌流的目的。
[0080] 上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范 圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不 需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于合閩電壓頻率控制的變壓器勵(lì)磁涌流抑制系統(tǒng)，其特征是，包括合閩電壓 頻率控制系統(tǒng)，所述合閩電壓頻率控制系統(tǒng)分別通過開關(guān)與電源系統(tǒng)和變壓器連接，所述 電源系統(tǒng)通過開關(guān)直接與變壓器連接； 所述合閩電壓頻率控制系統(tǒng)包括： 剩磁估算模塊：用于監(jiān)測變壓器合閩之前鐵忍內(nèi)的剩磁情況，并將剩磁數(shù)據(jù)傳送至合 閩電壓頻率函數(shù)控制模塊； 控制參數(shù)設(shè)置模塊:用于將人為設(shè)定的控制開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、結(jié)束控制的條件參數(shù) 變成合閩電壓頻率函數(shù)控制模塊可識別的信號，并將所述信號傳送至合閩電壓頻率函數(shù)控 制板塊； 合閩電壓頻率函數(shù)控制模塊:用于將輸入的信號按照預(yù)定的控制原理生成電壓頻率控 制函數(shù)，計(jì)算控制函數(shù)的各參數(shù);按照控制函數(shù)的參數(shù)將控制信號分別輸出到合閩電壓頻 率輸出板塊和開關(guān)切換巧制板塊中； 合閩電壓頻率輸出模塊:根據(jù)接收到的合閩電壓頻率函數(shù)控制模塊的控制參數(shù)，對輸 出電壓頻率進(jìn)行改變并輸出改變后的電壓； 開關(guān)切換控制模塊：用于根據(jù)接收到的合閩電壓頻率函數(shù)控制模塊的控制參數(shù)，控制 變壓器的空載合閩。2. 如權(quán)利要求1所述的一種基于合閩電壓頻率控制的變壓器勵(lì)磁涌流抑制系統(tǒng)，其特 征是，在控制開始的時(shí)刻，將系統(tǒng)電源通過合閩電壓頻率控制系統(tǒng)接通到空載變壓器的一 次側(cè)，對電源電壓進(jìn)行頻率控制，輸出改變頻率后的電源電壓;達(dá)到結(jié)束控制條件后，切斷 合閩電壓頻率控制系統(tǒng)與變壓器、系統(tǒng)電源之間的連接，并將系統(tǒng)電源直接與變壓器一次 側(cè)直接連接，結(jié)束整個(gè)合閩電壓頻率控制過程。3. -種基于合閩電壓頻率控制的變壓器勵(lì)磁涌流抑制方法，其特征是，包括： (1) 檢測合閩前變壓器剩磁大小與方向，設(shè)置控制開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、控制結(jié)束條件 參數(shù)； (2) 按照預(yù)定的控制原理生成控制函數(shù)，計(jì)算控制函數(shù)的各參數(shù)； (3) 按照控制函數(shù)對系統(tǒng)電源電壓的頻率進(jìn)行改變;將改變頻率后的電壓輸入到變壓 器的一次側(cè)； (4) 達(dá)到控制結(jié)束條件后，電壓頻率控制結(jié)束，變壓器一次側(cè)的輸入電壓變?yōu)橄到y(tǒng)電源 電壓。4. 如權(quán)利要求3所述的一種基于合閩電壓頻率控制的變壓器勵(lì)磁涌流抑制方法，其特 征是，所述步驟(1)中，控制結(jié)束條件指結(jié)束控制時(shí)的變壓器磁通頻率等于工頻。5. 如權(quán)利要求3所述的一種基于合閩電壓頻率控制的變壓器勵(lì)磁涌流抑制方法，其特 征是，所述步驟(2)中，控制原理為:通過控制輸入電壓頻率使變壓器鐵忍任意時(shí)刻的磁通 不超過變壓器飽和磁通。6. 如權(quán)利要求3所述的一種基于合閩電壓頻率控制的變壓器勵(lì)磁涌流抑制方法，其特 征是，所述步驟(2)中，生成的控制函數(shù)為： f (t) = fm(2~e^*)； 其中，a>0，fm>50，a、fm分別為待設(shè)定的量。7. 如權(quán)利要求6所述的一種基于合閩電壓頻率控制的變壓器勵(lì)磁涌流抑制方法，其特 征是，控制函數(shù)中的fm決定頻率的初值:fm越大，頻率初值越大，磁通幅值初值越小。8.如權(quán)利要求7所述的一種基于合閩電壓頻率控制的變壓器勵(lì)磁涌流抑制方法，其特 征是，fm在合閩角與剩磁最不利情況合閩時(shí)獲得，即變壓器瞬時(shí)磁通等于飽和磁通的極限 情況下獲得，其中，Um為系統(tǒng)電源幅值，化為變壓器一次側(cè)繞組應(yīng)數(shù)，扣為變壓器一次側(cè)繞組電阻，為 變壓器磁化電感，4 Q為變壓器剩磁，4 sat= 1.26 d) N，4 N為額定磁通。 9 .如權(quán)利要求6所述的一種基于合閩電壓頻率控制的變壓器勵(lì)磁涌流抑制方法，其特 征是，控制函數(shù)中的a決定電壓頻率的變化率:a越大頻率的衰減越快;a的值是在控制過程 經(jīng)過A t時(shí)間結(jié)束時(shí)，令頻率函數(shù)等于工頻得到，其中，A t為電壓頻率控制過程的時(shí)長。
【文檔編號】H02H7/04GK105914710SQ201610257822
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】李猷民, 李沐, 劉希峰, 肖靜, 馬瑋杰, 隋金文
【申請人】國網(wǎng)山東省電力公司檢修公司, 國家電網(wǎng)公司