[发明专利]基于合闸电压幅值控制的变压器励磁涌流抑制系统及方法

权利要求书

1.一种基于合闸电压幅值控制的变压器励磁涌流抑制系统，其特征是，包括合闸电压幅值控制系统，所述合闸电压幅值控制系统分别通过开关与电源系统和变压器连接，所述电源系统通过开关直接与变压器连接；

所述合闸电压幅值控制系统包括：

剩磁估算模块：用于监测变压器合闸之前铁芯内的剩磁情况，并将剩磁数据传送至合闸电压幅值函数控制模块；

控制参数设置模块：用于将人为设定的控制开始时间、结束时间、结束控制的条件参数变成合闸电压幅值函数控制模块可识别的信号，并将所述信号传送至合闸电压幅值函数控制模块；

合闸电压幅值函数控制模块：用于将输入的信号按照预定的控制原理生成控制函数，计算控制函数的各参数；按照控制函数的参数将控制信号分别输出到合闸电压输出模块和开关切换控制模块中；

合闸电压输出模块：根据接收到的合闸电压幅值函数控制模块的控制参数，对输出电压幅值进行改变并输出改变后的电压；

开关切换控制模块：用于根据接收到的合闸电压幅值函数控制模块的控制参数，控制变压器的空载合闸。

2.如权利要求1所述的一种基于合闸电压幅值控制的变压器励磁涌流抑制系统，其特征是，在控制开始的时刻，将系统电源通过合闸电压幅值控制系统接通到空载变压器的一次侧，对电源电压进行幅值控制；达到结束控制条件后，切断合闸电压幅值控制系统与变压器、系统电源之间的连接，并将系统电源直接与变压器一次侧直接连接，结束整个合闸电压幅值控制过程。

3.一种基于合闸电压幅值控制的变压器励磁涌流抑制方法，其特征是，包括：

(1)检测合闸前变压器剩磁大小与方向，设置控制开始时间、结束时间、控制结束条件参数；

(2)按照预定的控制原理生成控制函数，计算控制函数的各参数；生成的控制函数为：

U(t)=Um(1-e-at+t0);]]>

控制函数中的t₀决定电压幅值的初值：t₀越小，电压幅值初值越大；t₀＝0为t₀的上限，此时电压幅值初值为最小值0；t₀的下限在合闸角与剩磁最不利情况合闸时，即变压器瞬时磁通等于饱和磁通的极限情况下获得；

t₀的下限值为：

t0=ln(1-1.1φsat-φ02φmax);]]>

其中，U_m为电源的幅值，a＞0，t₀≤0，a、t₀分别为待设定的量；1.1φ_sat为变压器内磁通等于饱和磁通，φ₀为合闸前变压器的剩磁，其中L_μ为变压器磁化电感，N₁为变压器一次侧绕组匝数，R₁为变压器一次侧绕组电阻，ω为角频率；

(3)按照控制函数对系统电源电压的幅值进行改变；将改变后的电压幅值输入到变压器的一次侧；

(4)达到控制结束条件后，电压幅值控制结束，变压器一次侧的输入电压变为系统电源电压。