[发明专利]多副边移相变压器短路检测系统及方法

说明书

本发明提供了一种多副边移相变压器短路检测系统及方法，所述多副边移相变压器包括多路副边绕组，所述检测系统包括电压检测单元、数学运算单元以及短路判断单元，其中：所述电压检测单元，用于分别获取所述多路副边绕组的电压数据；所述数学运算单元，用于将所述多路副边绕组的电压数据进行数学运算并获得数学运算结果；所述短路判断单元，用于将所述数学运算结果与预设值比较，并在所述数学运算结果超过所述预设值时，确认所述多副边移相变压器的二次侧出现短路。本发明根据多副边绕组移相变压器自身的特殊电磁关系，根据副边绕组的电压数据进行二次侧短路检测，能够有效识别短路故障，避免多副边绕组移相变压器副边带不对称负载而造成误报。

技术领域

本发明涉及多副边移相变压器领域，更具体地说，涉及一种多副边移相变压器短路检测系统及方法。

背景技术

功率单元级联型高压变频器因技术成熟、电网侧与电机侧谐波少，并具有功率因数高、价格低廉等优势，目前已广泛应用于钢铁、石油化工、矿业、冶金及城市建设等应用领域，其在降低能耗、改善工艺等方面起着重要的作用，特别是对高压风机、水泵类负载来说，节能效果显著。

多副边移相变压器在功率单元级联型高压变频器中起着重要作用，其可实现单元电压输入多重化，并减小输入谐波。多副边移相变压器为功率单元级联型高压变频器中的多个功率单元提供电源，其短路阻抗一般为2～5％左右，一旦二次侧发生短路，二次侧的短路电流将达到额定电流的20倍或以上，其产生的短路力及热量将危及变压器的可靠运行，严重时甚至导致多副边移相变压器绕组熔融或变形，不可修复。

因此，对多副边变压器二次侧的短路进行检测与保护十分必要。具体地，可通过检测每个二次侧副边绕组的电流，并根据二次侧副边绕组电流对变压器副边短路进行保护，但该方案不但增加了成本，同时增加了控制系统负担，可靠性差。

此外，也可通过检测多副边变压器的原边电流对多副边变压器进行保护。然而，对于多副边移相变压器来说，当二次侧一路绕组短路后，尽管该路绕组二次侧短路电流达到其额定电流的20倍，但由于多副边移相变压器副边有多路绕组输出，共同耦合作用分担原边容量，所以多副边移相变压器一次侧电流变化并不是很大。一般地，对于10kV多副边移相变压器，其副边有24路输出绕组时，其中一路副边绕组短路后，一次侧电流变化仅为额定电流的1～2倍，因此很难准确识别二次侧的短路(由于功率单元级联型高压变频器过载运行，其一次侧的正常工作电流往往会达到额定电流的2倍以上)。并且，目前的多副边移相隔离变压器的耐受的短路时间为250ms以内，所以一次侧保护往往来不及，而且二次侧短路后可能因短路电流大、时间较长后断路，并导致一次侧保护失效。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述多副边移相变压器二次侧短路保护成本高、响应时间慢的问题，提供一种多副边移相变压器短路检测系统及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种多副边移相变压器短路检测系统，所述多副边移相变压器包括多路副边绕组，所述检测系统包括电压检测单元、数学运算单元以及短路判断单元，其中：所述电压检测单元，用于分别获取所述多路副边绕组的电压数据；所述数学运算单元，用于将所述多路副边绕组的电压数据进行数学运算并获得数学运算结果；所述短路判断单元，用于将所述数学运算结果与预设值比较，并在所述数学运算结果超过所述预设值时，确认所述多副边移相变压器的二次侧出现短路。

在本发明所述的多副边移相变压器短路检测系统中，所述电压数据包括每一副边绕组的端电压，所述预设值为端电压差阈值；所述数学运算单元包括第一最大值获取子单元、第一最小值获取子单元以及第一差值运算子单元，其中：所述第一最大值获取子单元，用于获取所述多路副边绕组的端电压中的端电压最大值；所述第一最小值获取子单元，用于获取所述多路副边绕组的端电压中的端电压最小值；所述第一差值运算子单元，用于获取所述端电压最大值和端电压最小值的端电压差值，并将所述端电压差值作为所述数学运算结果。