一種變壓器合閘勵(lì)磁涌流消除器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力變壓器領(lǐng)域，具體涉及一種變壓器合閘勵(lì)磁涌流消除器。
【背景技術(shù)】
[0002]變壓器是電力系統(tǒng)中進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的重要設(shè)備，長(zhǎng)期以來，變壓器合閘時(shí)總是會(huì)產(chǎn)生較大幅值的勵(lì)磁涌流，常常導(dǎo)致變壓器保護(hù)動(dòng)作而合閘失敗，也因勵(lì)磁涌流較大、諧波復(fù)雜而對(duì)系統(tǒng)及其它電力設(shè)備有不良影響，傳統(tǒng)的直接合閘不可避免會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種變壓器合閘勵(lì)磁涌流消除器，能夠完全消除變壓器合閘勵(lì)磁涌流，使變壓器合閘不經(jīng)過暫態(tài)過程，不對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)和環(huán)境產(chǎn)生任何危害。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種變壓器合閘勵(lì)磁涌流消除器，包括電壓測(cè)量模塊、控制器、電源模塊，電壓測(cè)量模塊分別與系統(tǒng)側(cè)電壓互感器和負(fù)載側(cè)電壓互感器連接，電壓檢測(cè)還連接控制器，控制器連接電源模塊；所述電壓測(cè)量模塊用于測(cè)量電網(wǎng)系統(tǒng)側(cè)和負(fù)載側(cè)母線電壓，包括電壓變換器、電壓形成及運(yùn)算放大器回路、采樣保持及AD轉(zhuǎn)換器，電壓變換器連接電壓形成及運(yùn)算放大器回路，電壓形成及運(yùn)算放大器回路連接采樣保持及AD轉(zhuǎn)換器；所述控制器包括CPU模塊、PWM驅(qū)動(dòng)電路、人機(jī)接口模塊、斷路器控制與狀態(tài)模塊，CPU模塊連接有采樣保持及AD轉(zhuǎn)換器，CPU模塊還分別與PWM驅(qū)動(dòng)電路、人機(jī)接口模塊、斷路器控制與狀態(tài)模塊連接；所述電源模塊包括勵(lì)磁電源、整流濾波器、PWM逆變器，勵(lì)磁電源連接整流濾波器，整流濾波器連接PWM逆變器，PWM逆變器連接主變壓器負(fù)載側(cè)，整流濾波器和PWM逆變器還與PWM驅(qū)動(dòng)電路連接；所述整流濾波器和PWM逆變器由大功率電力電子電器組成。
[0005]優(yōu)選的，還包括勵(lì)磁變壓器，勵(lì)磁變壓器設(shè)于PWM逆變器與負(fù)載側(cè)母線之間，當(dāng)勵(lì)磁側(cè)電壓較高時(shí)，可使用勵(lì)磁變壓器升高勵(lì)磁電壓至變壓器勵(lì)磁側(cè)額定電壓。
[0006]優(yōu)選的，所述人機(jī)接口模塊包括顯示器、鍵盤，用于向CPU模塊輸入系統(tǒng)參數(shù)、控制指令等。
[0007]優(yōu)選的，所述斷路器控制與狀態(tài)模塊包括光電隔離器、并行接口電路，光電隔離器設(shè)于系統(tǒng)側(cè)斷路器與負(fù)載側(cè)斷路器處，系統(tǒng)側(cè)斷路器、負(fù)載側(cè)斷路器的位置、狀態(tài)信號(hào)經(jīng)過光電隔離器的隔離轉(zhuǎn)換后，通過并行接口電路連接CPU模塊；同時(shí)，CPU通過并行接口電路、光電隔離器向系統(tǒng)側(cè)斷路器、負(fù)載側(cè)斷路器發(fā)送分閘、合閘命令，控制斷路器的分閘、合閘。
[0008]優(yōu)選的，所述大功率電力電子電器為IGBT、IGCT、GTO, M0SFET或SIT。
[0009]本實(shí)用新型提供一種變壓器合閘勵(lì)磁涌流消除器，有益效果如下:
[0010]1、采用同期合閘的方式，從根本原理上徹底解決變壓器合閘勵(lì)磁涌流難題，同時(shí)，具有電壓控制精確、輸出穩(wěn)定、響應(yīng)時(shí)間短、適合快速投切等優(yōu)點(diǎn)。
[0011]2、采用大功率電力電子電器，在勵(lì)磁側(cè)電壓不高時(shí)，可不采用升壓勵(lì)磁變壓器，因此，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，可以制作成移動(dòng)式、車載式的輕便結(jié)構(gòu)，適合工業(yè)批量生產(chǎn)。
[0012]3、采用新型大功率電力電子器件，可提高整個(gè)消除器的功率和響應(yīng)速度，適合變電站、電力機(jī)車等復(fù)雜惡劣的電磁環(huán)境中使用。
[0013]4、可根據(jù)變壓器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用，變壓器合閘勵(lì)磁涌流消除器可以是單相或者三相方式。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0015]圖1為本實(shí)用新型變壓器合閘勵(lì)磁涌流消除器與電網(wǎng)連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型變壓器合閘勵(lì)磁涌流消除器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1、2所示，一種變壓器合閘勵(lì)磁涌流消除器，包括:
[0018](1)電壓測(cè)量模塊，電壓測(cè)量模塊包括電壓變換器、電壓形成及運(yùn)算放大器回路、采樣保持及AD轉(zhuǎn)換器，系統(tǒng)側(cè)及負(fù)載側(cè)一次側(cè)電壓經(jīng)過電壓互感器、電壓測(cè)量模塊后，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，讀入CPU模塊。
[0019](2)電源模塊，電源模塊由勵(lì)磁電源、整流濾波器、PWM逆變器組成，勵(lì)磁電源采用380/220V交流電源，經(jīng)過變換后，為變壓器提供勵(lì)磁電壓；勵(lì)磁電源連接整流濾波器，整流濾波器連接PWM逆變器，PWM逆變器連接主變壓器負(fù)載側(cè)；整流濾波器由6組IGBT、IGCT、GT0、M0SFET或SIT等大功率電力電子器件組成的三相全控整流橋、濾波電容器組成；PWM逆變器是由6組大功率電力電子器件組成的三相全控逆變橋，其結(jié)構(gòu)、元件與三相全控整流橋完全一樣，在控制器控制下，工作在整流方式下，PWM逆變器的輸入端正負(fù)極連接整流濾波器輸出端，整流橋和逆變橋電力電子器件柵極G1至G12與控制器的PWM驅(qū)動(dòng)電路連接。其功能是將勵(lì)磁電源先通過整流濾波成直流電壓的同時(shí)，經(jīng)過PWM方式逆變成交流電壓，再經(jīng)過必要的勵(lì)磁變壓器升壓至負(fù)荷側(cè)電壓，為變壓器合閘提供勵(lì)磁電流。
[0020](3)控制器，電網(wǎng)側(cè)電壓互感器和負(fù)載側(cè)電壓互感器的輸出端連接至由電壓變換器、電壓形成及運(yùn)算放大器回路、采樣保持及AD轉(zhuǎn)換器組成電壓測(cè)量模塊，電壓測(cè)量模塊的輸出端連接至CPU模塊的數(shù)據(jù)總線，用于測(cè)量電網(wǎng)系統(tǒng)側(cè)和負(fù)載側(cè)母線電壓；斷路器控制與狀態(tài)模塊輸出端連接至CPU模塊的輸入輸出接口，用于向CPU模塊輸入斷路器狀態(tài)信息，和CPU向斷路器發(fā)送分閘、合閘命令；PWM驅(qū)動(dòng)電路輸入端連接至CPU模塊的輸入輸出接口，用于CPU模塊向整流器和PWM逆變器的大功率電力電子器件發(fā)出柵極控制命令，控制大功率電力電子器件的導(dǎo)通和截止，完成將勵(lì)磁電源經(jīng)整流濾波、PWM逆變變換成變壓器勵(lì)磁電壓，提供變壓器合閘勵(lì)磁電流。人機(jī)接口模塊連接至CPU模塊的輸入輸出接口，包括顯示器、鍵盤等，用于向CPU模塊輸入系統(tǒng)參數(shù)、控制指令等。
[0021]同時(shí)，變壓器合閘時(shí)的運(yùn)行環(huán)境，應(yīng)該具備的電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備:系統(tǒng)側(cè)母線、負(fù)載側(cè)母線、系統(tǒng)側(cè)電壓互感器、負(fù)載側(cè)電壓互感器、系統(tǒng)側(cè)斷路器、負(fù)載側(cè)斷路器，以及勵(lì)磁電源；本實(shí)用新型的變壓器合閘勵(lì)磁涌流消除器在與上述電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備相聯(lián)正常后，啟動(dòng)運(yùn)行。
[0022]控制器根據(jù)人機(jī)界面輸入的參數(shù)以及電壓測(cè)量模塊測(cè)量的系統(tǒng)側(cè)母線和負(fù)載側(cè)母線電壓，通過調(diào)整PWM調(diào)制函數(shù)波形，調(diào)節(jié)整流濾波器、PWM逆變器大功率電力電子器件組的導(dǎo)通和截止，控制PWM逆變器輸出電流從0開始快速增大，使變壓器勵(lì)磁電流不經(jīng)過暫態(tài)過程從0增加到額定勵(lì)磁電流，使變壓器系統(tǒng)側(cè)繞組的電壓迅速達(dá)到電網(wǎng)系統(tǒng)電壓的大小和相位，并且變壓器系統(tǒng)側(cè)繞組的