[发明专利]一种变压器励磁涌流抑制装置

说明书

本发明公开一种变压器励磁涌流抑制装置，从而实现电力系统继电保护中110kV以上线路在实现纵联电流差动保护时，电流互感器所测得线路上电流值不会因变压器空载投入造成的励磁涌流产生突变，确保继电保护装置动作正确性。该励磁涌流抑制装置由电源模块、CPU模块、数据存储模块、数据显示模块和加密模块组成。本发明涉及到继电保护、电力系统暂态稳定性、电力电子技术等技术领域。本发明针对传统纵联电流差动保护在变压器空载投入时产生误动，继电保护装置失去正确性等问题，通过对变压器剩磁和空投角度的控制，从而抑制三相励磁涌流，实现电力系统中变压骤变时变压器平稳进入稳态运行。

技术领域

本发明涉及一种一种变压器励磁涌流抑制装置，包括系统的整体设计和软件算法的设计。属于电力系统、继电保护、电力电子等技术领域。

背景技术

变压器是电力系统中重要的电气设备，当系统发生故障时，故障电流会对变压器运行产生严重的影响，甚至烧毁变压器。继电保护设备是保证电力系统安全稳定运行的设备，通过纵联差动保护的使用，可以在故障时快速有效切除受故障影响的变压器。由于变压器的自身构造，当变压器空载投入系统时会产生一个很大的励磁涌流，励磁涌流的出现会使继电保护装置进行故障判断时产生错误的判断，影响继电保护设备的可靠性。

目前继电保护设备一般采用二次谐波制动的方式躲过励磁涌流，即检测线路中二次谐波分量，若能在线路中检测出大量二次谐波，则闭锁断路器，防止其发生误动。但是励磁涌流依然存在于电网中，污染电网，恶化电能质量，引起电网电压骤升或骤降；诱发和应涌流，干扰邻近变压器运行；诱发操作过电压，损坏电气设备，甚至使变压器各侧负荷切断，引发停电事故。

为避免励磁涌流引起的保护误动作，采用空投变压器时退出保护或者发生励磁涌流时保护延迟动作都会使设备造成一定的危害。而在发生励磁涌流时进行判别、分析是否为故障电流的方法，对算法的精确度和准确度要求高。至今并没有一种被广泛认可的算法。

实际情况中，即使有可以精确识别励磁涌流，确保保护不误动的装置，也无法消除励磁涌流对其他方面产生的影响。

通过该励磁涌流抑制器可以明显减少变压器空载投入时产生的励磁涌流的大小。

发明内容

根据上述构思，本发明采用下述技术方案：

所述CPU模块采用芯片C8051F020；所述存储器模块采用FM24C512；所述输入模块采集量来自线路中电压互感器和电流互感器的二次侧；所述显示模块采用液晶模块19264ALCM图形点阵液晶显示器；所述加密模块采用具有DES 不对称加密算法CrytoMemory芯片；所述MOSFET模块板采用CSD88584Q5DC。

变压器励磁涌流抑制装置控制变压器在最合适的合闸角α投入电网的具体步骤如下：

(1)装置通过采样器采集外部发送给变压器的分闸指令并传送至CPU模块；

(2)CPU模块对采样器采集的分闸时各相电压的相位角进行分析和记录；

(3)当装置再次受到合闸命令时，CPU根据上次记录的各相电压的分闸相位角以及原来输入抑制器的合闸时间进行比较计算；

(4)CPU根据比较计算结果分析可以有效抑制励磁涌流的合闸角并传递信号至MOSFET模块；

(5)当系统电压达到CPU计算的合闸角度时，由MOSFET模块控制断路器动作。

所述步骤(3)中CPU对两次采集的电压信号进行比较的具体处理步骤如下：

(1)变压器处于正常工作状态，由于励磁电流不同，可能工作在大小不同的磁滞回线上，变压器励磁涌流抑制算法将估算正常运行时磁滞回线的极大值和极小值计算磁滞回线表达式；