電壓與電網(wǎng)系統(tǒng)電壓保持穩(wěn)定同步，這一過程中的PWM逆變器輸出電壓從開始輸出到達(dá)到穩(wěn)態(tài)的時間很短，但變壓器不產(chǎn)生勵磁涌流。
[0023]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，系統(tǒng)側(cè)斷路器、負(fù)載側(cè)斷路器的位置、狀態(tài)信號經(jīng)過光電隔離器的隔離轉(zhuǎn)換后，通過并行接口電路，讀入CPU模塊；同時，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。
[0024]人機(jī)界面用于操作員向控制器模塊輸入控制參數(shù)和控制命令，本實用新型的裝置在投入運(yùn)行前，應(yīng)先完成正確的接線，CPU模塊正確讀入兩側(cè)母線電壓信號及斷路器位置與狀態(tài)信號，操作員通過人機(jī)界面向本實用新型的裝置輸入合閘變壓器和勵磁變壓器參數(shù)、勵磁電源參數(shù)、裝置運(yùn)行方式、裝置啟動及停止運(yùn)行命令等。
[0025]所述整流濾波器和PWM逆變器模塊為大功率電力電子電路，由大功率電力電子電器(IGBT、IGCT、GT0、M0SFET或SIT等)和濾波電容器組構(gòu)成，整流濾波器和PWM逆變器，由PWM驅(qū)動電路構(gòu)成其柵極控制部分，CPU模塊通過總線及并行接口電路向整流濾波器和PWM逆變器的大功率電力電子器件柵極發(fā)送控制命令，控制器導(dǎo)通與截止。
[0026]—種變壓器合閘勵磁涌流消除的方法，在變壓器合閘勵磁涌流消除器的控制器控制下，在變壓器負(fù)載側(cè)繞組加入幅值從0開始快速增大的勵磁電壓，而在變壓器系統(tǒng)側(cè)繞組上產(chǎn)生與系統(tǒng)側(cè)母線電壓相位一致的繞組電壓，在變壓器負(fù)載側(cè)勵磁電流達(dá)到額定勵磁電流時，變壓器系統(tǒng)側(cè)繞組產(chǎn)生額定電壓，通過控制器微調(diào)PWM逆變器調(diào)制信號，使變壓器系統(tǒng)側(cè)繞組電壓與系統(tǒng)側(cè)母線電壓大小、相位完全一致，滿足同期合閘條件，系統(tǒng)側(cè)斷路器合閘時，變壓器鐵芯中已建立了穩(wěn)態(tài)磁場，變壓器合閘不經(jīng)過暫態(tài)過程，繞組中不產(chǎn)生勵磁涌流。
[0027]—種變壓器合閘勵磁涌流消除的方法:在變壓器空載合閘前，CPU模塊通過調(diào)節(jié)PWM調(diào)制信號，通過總線及并行接口電路，向整流濾波器和PWM逆變器的大功率電力電子器件柵極發(fā)送控制命令，控制大功率器件的導(dǎo)通與截止，從而控制PWM逆變器輸出從0開始快速增大的輸出電壓，經(jīng)過勵磁變壓器升壓成為合閘主變壓器的勵磁電壓；CPU模塊控制PWM調(diào)制信號，使其相位復(fù)合根據(jù)變壓器參數(shù)計算結(jié)果、幅值為從0開始的、按預(yù)定函數(shù)(如斜坡函數(shù)、雙曲函數(shù)等)曲線快速增加，使PWM逆變器輸出電壓快速達(dá)到穩(wěn)定值，勵磁變壓器輸出電壓快速達(dá)到合閘主變壓器的額定勵磁電壓，變壓器繞組中產(chǎn)生的勵磁電流也從0開始快速增加并迅速達(dá)到額定值，變壓器系統(tǒng)側(cè)繞組電壓也快速達(dá)到穩(wěn)定電壓；通過測量系統(tǒng)側(cè)及負(fù)載側(cè)的母線經(jīng)過電壓互感器輸入CPU模塊的電壓，計算變壓器系統(tǒng)側(cè)繞組電壓與系統(tǒng)側(cè)母線電壓的相位與幅值差，微調(diào)PWM逆變器調(diào)制信號，使變壓器系統(tǒng)側(cè)繞組電壓與系統(tǒng)側(cè)母線電壓大小、相位完全一致，完全滿足同期合閘條件，此時，控制器向系統(tǒng)側(cè)斷路器發(fā)出合閘命令，變壓器完成合閘操作；變壓器合閘時，鐵芯中已建立穩(wěn)態(tài)磁場，繞組電壓等于系統(tǒng)側(cè)母線電壓，變壓器合閘不經(jīng)過暫態(tài)過程直接進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)，變壓器繞組中不產(chǎn)生勵磁涌流。此時，變壓器合閘勵磁涌流消除器可以停止工作、退出運(yùn)行狀態(tài)。
[0028]對于因運(yùn)行環(huán)境需要工作于頻繁分閘、合閘狀態(tài)的變壓器，高電壓、大容量變壓器，應(yīng)用本實用新型的變壓器合閘勵磁涌流消除器可以消除變壓器合閘勵磁涌流對系統(tǒng)帶來的電壓波動、諧波等不利影響，避免變壓器合閘引起保護(hù)誤動、運(yùn)行變壓器的和應(yīng)涌流、系統(tǒng)設(shè)備損壞等狀態(tài)的發(fā)生。本實用新型的變壓器合閘勵磁涌流消除器也適合于單相變壓器、電力機(jī)車及牽引變壓器等應(yīng)用環(huán)境。
【主權(quán)項】
1.一種變壓器合閘勵磁涌流消除器，包括電壓測量模塊、控制器、電源模塊，其特征在于:電壓測量模塊分別與系統(tǒng)側(cè)電壓互感器和負(fù)載側(cè)電壓互感器連接，電壓檢測還連接控制器，控制器連接電源模塊； 所述電壓測量模塊用于測量電網(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磁電源、整流濾波器、PWM逆變器，勵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。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種變壓器合閘勵磁涌流消除器，其特征在于:還包括勵磁變壓器，勵磁變壓器設(shè)于PWM逆變器與負(fù)載側(cè)母線之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種變壓器合閘勵磁涌流消除器，其特征在于: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。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種變壓器合閘勵磁涌流消除器，其特征在于: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，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。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種變壓器合閘勵磁涌流消除器，其特征在于:所述大功率電力電子電器為 IGBT、IGCT、GTO、MOSFET 或 SIT。
【專利摘要】一種變壓器合閘勵磁涌流消除器，包括電壓測量模塊、控制器、電源模塊，電壓測量模塊分別與系統(tǒng)側(cè)電壓互感器和負(fù)載側(cè)電壓互感器連接，電壓檢測還連接控制器，控制器連接電源模塊；所述電壓測量模塊用于測量電網(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；提供一種變壓器合閘勵磁涌流消除器，能夠完全消除變壓器合閘勵磁涌流，使變壓器合閘不經(jīng)過暫態(tài)過程，不對電網(wǎng)系統(tǒng)和環(huán)境產(chǎn)生任何危害。
【IPC分類】H02H7/04
【公開號】CN205039524
【申請?zhí)枴緾N201520828110
【發(fā)明人】黃景光, 羅亭然, 林湘寧, 翁漢琍, 黃志剛, 趙嬌嬌, 申濤, 李健
【申請人】三峽大學(xué)
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年10月26日