所述電壓測量模塊用于測量變壓器系統(tǒng)側(cè)電壓。所述電壓變換及輸入模塊，包括電壓變換器、運(yùn)算放大器、采樣保持及AD轉(zhuǎn)換器，系統(tǒng)一次側(cè)電壓經(jīng)過電壓互感器、電壓變換及輸入模塊后，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，讀入CPU模塊。
[0022]4)、電流測量模塊:電流測量模塊包括電流互感器、電流變換及輸入模塊，所述電流測量模塊用于測量變壓器繞組輸入電流。所述電流變換及輸入模塊，包括電流變換器、運(yùn)算放大器、采樣保持及AD轉(zhuǎn)換器，系統(tǒng)主回路一次側(cè)電流經(jīng)過電流互感器、電流變換及輸入模塊后，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，讀入CPU模塊。
[0023]控制器根據(jù)電壓測量模塊測量的電壓，通過勵磁調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)大功率電力電子器件組導(dǎo)通角，控制高壓主回路輸出電流從O開始按照預(yù)定的函數(shù)關(guān)系快速增大，使變壓器勵磁電流不經(jīng)過暫態(tài)過程從O增加到額定勵磁電流；電流函數(shù)關(guān)系可以預(yù)定為斜坡函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、雙曲線函數(shù)、二次函數(shù)等。
[0024]所述勵磁調(diào)節(jié)模塊為大功率電力電子電路，由大功率電力電子器件(SCR、IGBT、IGCT、GTO等)構(gòu)成高壓主回路，由光敏元件構(gòu)成其柵極控制部分，CPU模塊、人機(jī)接口模塊、并行光纖接口等部分構(gòu)成控制器部分。
[0025]一種用于消除變壓器合閘勵磁涌流的方法，當(dāng)變壓器投入時，在靜態(tài)斷路器的控制器控制下，在變壓器繞組加入幅值從O開始的、按設(shè)定函數(shù)關(guān)系快速增大的勵磁電流，在勵磁電流達(dá)到額定勵磁電流時，變壓器繞組快速產(chǎn)生正常電壓，達(dá)到系統(tǒng)工作電壓，變壓器鐵芯磁場的建立不經(jīng)過暫態(tài)過程，因此，繞組中不產(chǎn)生勵磁涌流。
[0026]一種用于消除變壓器合閘勵磁涌流的方法，在變壓器空載合閘時，在CPU系統(tǒng)調(diào)節(jié)下，控制器通過并行光纖接口及光敏元件，向高壓主回路大功率器件柵極發(fā)送控制脈沖信號，控制大功率器件的導(dǎo)通角，正向?qū)ù蠊β势骷膶?dǎo)通角從180°開始向0°方向快速變化，反向?qū)ù蠊β势骷膶?dǎo)通角從360°開始向180°方向快速變化，從而控制高壓主回路輸出電流從O開始快速增大的勵磁電流，直到達(dá)到額定勵磁電流，通常變壓器額定勵磁電流為1.0%左右額定電流，電流測量模塊通過電流互感器測量勵磁電流的大小，如果勵磁電流大于額定勵磁電流時，控制器將降低導(dǎo)通角變化速度，從而控制勵磁電流始終不大于額定勵磁電流，直到變壓器繞組達(dá)到穩(wěn)定電壓；所以，變壓器鐵芯磁感應(yīng)強(qiáng)度從O開始增長，并快速達(dá)到額定正常工作的穩(wěn)定磁場，通常變壓器鐵芯磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度在1.7至2.0特斯拉；當(dāng)勵磁電流從O開始增大時，變壓器鐵芯中的剩余磁通，將會在此過程中得到消除；所以，變壓器繞組中產(chǎn)生穩(wěn)定的運(yùn)行電壓，完成變壓器投入操作。當(dāng)變壓器繞組電壓進(jìn)入正常狀態(tài)時，控制器調(diào)節(jié)大功率電力電子元件組完全導(dǎo)通，變壓器勵磁電流不再增加，此后，變壓器正常工作，輸出負(fù)荷電壓、電流；當(dāng)變壓器停運(yùn)時，在控制器調(diào)節(jié)大功率電力電子元件組導(dǎo)通角至完全關(guān)斷，變壓器輸出電流迅速變?yōu)?，完成變壓器切斷停運(yùn)操作。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于消除變壓器合閘勵磁涌流的靜態(tài)斷路器，包括高壓主回路、控制器，其特征在于，控制器分別連接電壓測量模塊、電流測量模塊、勵磁調(diào)節(jié)模塊； 高壓主回路由多組大功率電力電子器件通過串聯(lián)、或者并聯(lián)聯(lián)接組成；串聯(lián)聯(lián)接用于實(shí)現(xiàn)較高的工作電壓，并聯(lián)聯(lián)接用于實(shí)現(xiàn)較大的工作電流， 電壓測量模塊包括電壓互感器、電壓變換及輸入模塊，所述電壓測量模塊用于測量變壓器合閘側(cè)系統(tǒng)電壓； 電流測量模塊包括電流互感器、電流變換及輸入模塊，所述電流測量模塊用于測量變壓器繞組輸入電流； 控制器包括CPU模塊、人機(jī)接口模塊、并行光纖接口，CPU模塊分別連接人機(jī)接口模塊、并行光纖接口 ；控制器根據(jù)電壓測量模塊測量的電壓，向勵磁調(diào)節(jié)模塊輸出控制脈沖，調(diào)節(jié)高壓主回路大功率電力電子器件組的導(dǎo)通角，控制其輸出從O開始的快速增大的電流，作為變壓器勵磁電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于消除變壓器合閘勵磁涌流的靜態(tài)斷路器，其特征在于，所述電壓變換及輸入模塊，包括電壓變換器、運(yùn)算放大器、采樣保持及AD轉(zhuǎn)換器，系統(tǒng)一次側(cè)電壓經(jīng)過電壓互感器、電壓變換及輸入模塊后，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，讀入CPU模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于消除變壓器合閘勵磁涌流的靜態(tài)斷路器，其特征在于，所述電流變換及輸入模塊，包括電流變換器、運(yùn)算放大器、采樣保持及AD轉(zhuǎn)換器，系統(tǒng)主回路一次側(cè)電流經(jīng)過電流互感器、電流變換及輸入模塊后，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，讀入CPU模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于消除變壓器合閘勵磁涌流的靜態(tài)斷路器，其特征在于，所述勵磁調(diào)節(jié)模塊由光敏元件構(gòu)成，高壓主回路的大功率電力電子器件組柵極控制部分，連接至控制器的并行光纖接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于消除變壓器合閘勵磁涌流的靜態(tài)斷路器，其特征在于，所述大功率電力電子器件為SCR、IGBT、IGCT或者GTO。
【專利摘要】一種用于消除變壓器合閘勵磁涌流的靜態(tài)斷路器，包括高壓主回路、控制器，控制器分別連接電壓測量模塊、電流測量模塊、勵磁調(diào)節(jié)模塊。高壓主回路由多組大功率電力電子器件通過串聯(lián)、或者并聯(lián)聯(lián)接組成；串聯(lián)聯(lián)接用于實(shí)現(xiàn)較高的工作電壓，并聯(lián)聯(lián)接用于實(shí)現(xiàn)較大的工作電流，電壓測量模塊包括電壓互感器、電壓變換及輸入模塊，所述電壓測量模塊用于測量變壓器合閘側(cè)系統(tǒng)電壓。電流測量模塊包括電流互感器、電流變換及輸入模塊，所述電流測量模塊用于測量變壓器繞組輸入電流。本實(shí)用新型一種用于消除變壓器合閘勵磁涌流的靜態(tài)斷路器，能夠消除變壓器合閘暫態(tài)過程中的勵磁涌流，具有電壓控制精確、輸出穩(wěn)定、滿足變壓器正常帶負(fù)載運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】H02H7-04
【公開號】CN204597458
【申請?zhí)枴緾N201520326657
【發(fā)明人】黃景光, 丁婧, 鄭淑文, 黃志剛, 翁漢琍, 林湘寧
【申請人】三峽大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月20日