[发明专利]对变频器进行供电的供电系统、变频系统和预充磁的方法

说明书

本发明公开了一种对变频器进行供电的供电系统。该供电系统包括移相整流变压器，其包括原边绕组、副边绕组和副边辅助绕组，并且在操作中用于对所述变频器进行供电。该供电系统还包括预充磁装置，其包括输入端和输出端，其中所述输入端与所述移相整流变压器的原边绕组并行连接于同一电网输出线，以便在操作中与所述移相整流变压器同步接收所述电网输出的高压交流电；所述输出端与所述移相整流变压器的副边辅助绕组连接，以便对所述移相整流变压器进行预充磁。本发明的供电系统将预充磁装置与移相整流变压器并行连接到同一电网上，并且通过小容量的变压器对大容量的移相整流变压器进行预充磁，从而避免了在移相整流变压器合闸的瞬间产生强涌流。

技术领域

本发明一般地涉及工业控制领域。更具体地，本发明涉及一种对变频器进行供电的供电系统、一种变频系统以及一种对变压器进行预充磁的方法。

背景技术

变压器是工业领域常用的设备，它的安全性和稳定性对供电电网以及负载设备来说十分重要。尤其在石油裂变开采领域，大容量变压器与变频器经常被布置于一个集装箱中从而作为一个变频系统使用，当该变频系统作为终端设备使用时，为了测试的需要，常常需要对其进行空载合闸操作。

当大容量的变压器接入高压电网的瞬时，如果变压器原边绕组的瞬间电压正好是过零点，由于变压器铁芯中的磁通相位落后电压相位90度，因此此时铁芯中所产生的交流磁通最大。但是由于铁芯的特性，导致磁通是不能突变的，所以在铁芯中会产生一个方向相反并且幅度随时间逐渐衰减的非周期磁通，来抵消这个最大磁通。经过半个周期后，这个非周期磁通又与交流磁通方向相同，二者相叠加，使得铁芯中的磁通达到最大值。这个最大值磁通将感应出高出变压器额定电流7～10倍的励磁涌流。此励磁涌流会对电网产生比较大的冲击，可能导致电网电压瞬间下降或者高压开关跳闸；还有可能损坏变压器的绝缘层，导致变压器绕组变形以及变压器保护装置误动作。特别地，当变压器空载接入电网时，所产生的励磁涌流比变压器带负载的情形下更大，其危害也更大。

为了减小励磁涌流对高压电网及变压器的损害，通常采取的方法是在合闸回路中通过串联电阻来限制涌流的幅度，但是该方法增加了投资费用和操作的复杂性。另外，现有技术中还出现了相分合闸的方法来抑制涌流，通过捕捉剩磁相位，以便找到最佳合闸角度，进而可将涌流抑制到3倍额定电流以下。但是，由于剩磁难以测量以及断路器动作的分散性等因素的影响，导致该方法在实际应用中还存在一些问题，而且当变压器由于断电时间过长而无剩磁的时候，该方法就无法应用。

另一种方法是通过改变原边和副边绕组的分布来抑制励磁涌流。该方法具体是通过增加合闸过程中变压器的自感，来达到抑制变压器励磁涌流的目的。然而，该方法改变了变压器的内部结构，因此可能导致变压器运行不稳定。其他的抑制涌流的方法还包括例如通过零启升压来抑制涌流，但是该方法只适合一台发电机对一台变压器的情况，而对多台电动机并联在母排上的情况就不适用了。另外，还有软启动抑制涌流的方法，但是该方法的缺点是如果需要双侧送电，则需要两个软启动，从而增加了方法的复杂性。

发明内容

为至少解决上述背景技术中的一个或多个问题，本发明提供了一种对变频器进行供电的供电系统。该供电系统采用移相整流变压器将电网输出的交流电进行转换，进而向所述变频器进行供电。当移相整流变压器连接电网之前，先通过预充磁装置对其进行预充磁，从而可以有效防止或大幅度减小移相整流变压器连接电网的瞬间所产生的强涌流，避免了强涌流对所述电网和移相整流变压器的破坏。

具体地，在一个方面中，本发明公开了一种对变频器进行供电的供电系统。该系统包括移相整流变压器，其包括原边绕组、副边绕组和副边辅助绕组，并且在操作中用于对所述变频器进行供电。该系统还包括预充磁装置，其包括输入端和输出端，其中所述预充磁装置的输入端与所述移相整流变压器的原边绕组并行连接于同一电网输出线，以便在操作中与所述移相整流变压器同步接收所述电网输出的高压交流电。所述预充磁装置的输出端与所述移相整流变压器的所述副边辅助绕组连接，以便对所述移相整流变压器进行预充磁。