變壓器自動選相控制方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力傳輸控制領域，特別地，涉及一種變壓器自動選相控制方法。
【背景技術】
[0002] 電力網(wǎng)是一個動態(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 時地投入或切除。開關的操作性能對電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定及經(jīng)濟運行至關重要。應用于投切 容性負載（電容器組、空載輸電線等）或感性負載（變壓器、電抗器組、大容量電動機等） 的開關，合分閘操作所帶來的開關暫態(tài)過程會對配電系統(tǒng)產(chǎn)生各種干擾，引起過電壓和過 電流，甚至會傳播到遠端影響其他用戶。
[0003] 電力變壓器是電力系統(tǒng)中運用最多且最重要的電力設備之一，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)定的運行決定著電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。變壓器由鐵芯 和線圈組成的，利用電磁感應原理，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，變壓器會產(chǎn)生磁場，這樣會在變壓器的繞組中出現(xiàn)勵磁電流。變壓器在穩(wěn)定運行時， 勵磁電流值一般都遠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)運行或者再 次恢復供電時，由于隨機合閘產(chǎn)生的磁通和變壓器的剩磁都有可能使鐵芯飽和，這是勵磁 涌流產(chǎn)生的根本原因。鐵芯飽和的程度越高則勵磁涌流的幅值越大。
[0004] 勵磁涌流在變壓器中存在的沖擊時間是很短的，但是變壓器使用過程中多次充電 及其應力對鐵芯的影響是不可忽略的。大電流的沖擊次數(shù)過多，可能會引起繞組的機械應 力損傷，嚴重的會使繞組變形或者燒毀。對斷路器的觸頭損傷也會很大。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繼電保護裝置的誤動作。
[0005] 當前電力系統(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措施抑制涌流，主要包括軟啟動、 低壓側(cè)并聯(lián)電容、變壓器中性點串聯(lián)電阻、斷路器并聯(lián)合閘電阻和選相開關技術。內(nèi)部方法 包括虛擬氣息法和改變變壓器繞組結(jié)構等。
[0006] 變壓器低壓側(cè)并聯(lián)電容法，基于磁通飽和引起勵磁涌流加之低壓側(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，降低飽和點以達到削弱消除磁通 的目的。電容值選取過大會對變壓器的勵磁有影響，選取過低則不能達到削弱的效果，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)三相變壓器勵磁涌流的不平衡性提出的，用一個接地電阻連接 于中性點處，該電阻可以分擔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 加速涌流的衰減時間。這種方法在變壓器某一相先合閘另外兩相后合閘時，能極大的削減 涌流，但是在三相同時進行合閘操作時，卻會使一相電流減少，其他兩相卻增加的現(xiàn)象。所 以該方法還需進一步改進。
[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)過程或者勵磁涌流的等效電感，實現(xiàn)削減涌流的作用。原邊產(chǎn)生勵磁涌流時，鐵芯中的磁 通是處于高不飽和狀態(tài)的，這時鐵芯磁導率很接近于真空磁導率，原邊繞組相當于沒有鐵 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，空心線圈的截面積會增大，隨 之其電感也會相應增大，涌流的大小是與等效電感值存在著反比關系，最終削減了涌流。在 多個空載變壓器的試驗也驗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選相控制方法，以解決現(xiàn)有的變壓器在關合過程中 產(chǎn)生截流過電壓、勵磁涌流導致干擾的技術問題。
[0010] 本發(fā)明采用的技術方案如下：
[0011] -種變壓器自動選相控制方法，方法包括：
[0012] 實時檢測電網(wǎng)的電壓信號、電流信號，并進行參考電壓零點、參考電流零點提?。?br>[0013] 接收驅(qū)動變壓器動作的動作指令，檢測動作指令是合閘指令還是分閘指令；按動 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)動斷路器的儲能電容的 電壓值，判斷是否符合動作要求；
[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)參考電流過零點設置第一同步延時，執(zhí)行分閘操作；
[0017] 對于合閘指令，根據(jù)參考電壓過零點設置第二同步延時，執(zhí)行合閘操作。
[0018] 進一步地，第一同步延時使得變壓器斷開后的剩磁最?。?br>[0019] 第二同步延時使得變壓器的預感應磁通和其剩磁相等時合閘。
[0020] 進一步地，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，余下兩相剩磁達到預定值且極性相反時，貝lj三 相同步合閘。
[0027] 進一步地，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] 進一步地，執(zhí)行故障處理操作包括：
[0029] 斷開用于自動選相控制裝置的電源，以對該裝置進行檢修。
[0030] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0031] 本發(fā)明變壓器自動選相控制方法，通過采用選相自動投切技術控制變壓器在最佳 相位完成合閘或分閘，使得變壓器投切實現(xiàn)無沖擊的平滑過渡。
[0032] 進一步地，變壓器選相控制技術對變壓器繞組電壓檢測有效計算出鐵芯剩磁量， 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合過程中勵磁涌流，保護變壓器安全運行，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)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。 下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0034] 構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實 施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：
[0035] 圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例變壓器自動選相控制方法的流程示意圖；
[0036] 圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例自動選相控制裝置的結(jié)構示意圖；
[0037] 圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例開關選相合閘控制時序示意圖；
[0038] 圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施例開關選相分丨同控制時序不意圖；
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