特高壓變壓器空載合閘涌流及過電壓抑制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種特高壓變壓器空載合閘涌流及過電壓抑制裝置，屬于電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】。該裝置可用于特高壓變壓器空載合閘涌流及過電壓抑制，減小開合變壓器時(shí)產(chǎn)生的涌流及過電壓，同時(shí)能減少斷路器觸頭間的弧光，延長(zhǎng)其使用壽命，尤其是在當(dāng)前國內(nèi)外特高壓電網(wǎng)均不能開合變壓器的情況下，更能突顯出其對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要作用。
【專利說明】特高壓變壓器空載合閘涌流及過電壓抑制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種特高壓變壓器空載合閘涌流及過電壓抑制裝置，屬于電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，可用于特高壓變壓器空載合閘涌流及過電壓抑制，該裝置對(duì)特高壓電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有重要作用。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)特高壓空載變壓器投入系統(tǒng)時(shí)，由于變壓器勵(lì)磁特性的非線性，可能產(chǎn)生很大的勵(lì)磁涌流，在電流波形中出現(xiàn)3次及以上的奇次諧波。由于飽和，變壓器電感也會(huì)在飽和與不飽和之間作周期性的變化，電感變化的頻率是電源頻率的偶數(shù)倍，將在電流波形中產(chǎn)生偶次諧波，這使得電流波形中含有2、3、4、5…各次諧波。如系統(tǒng)的自振頻率與某次諧波的頻率相近，則可能產(chǎn)生幅值相當(dāng)高的諧振過電壓。當(dāng)特高壓線路輸送較大容量時(shí)，特高壓變壓器數(shù)量將增多，回路中非線性元件勵(lì)磁電感數(shù)量增加，更容易產(chǎn)生諧振過電壓。合空變時(shí)，這種諧振過電壓可能持續(xù)很長(zhǎng)一段時(shí)間，有可能導(dǎo)致避雷器吸收的能量過大而損壞。當(dāng)某一母線合空變時(shí)，這種諧振過電壓還可能出現(xiàn)在電網(wǎng)的其它母線上，當(dāng)其幅值和持續(xù)時(shí)間超過相應(yīng)母線的過電壓保護(hù)整定值時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致該保護(hù)動(dòng)作。如果合空變諧振過電壓幅值較高且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)采取必要措施加以限制。斷路器裝設(shè)合閘電阻可以抑制這種諧振過電壓，但斷路器合閘電阻投資大、本體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且對(duì)以后的運(yùn)行可靠性不利，更重要的是斷路器合閘電阻并不能從根本上消除這種諧振過電壓，其推廣意義不大。
[0003]特高壓系統(tǒng)充電功率大、阻尼小，其合空變的暫態(tài)特性與500kV系統(tǒng)有所不同。至今，國內(nèi)外尚沒有關(guān)于從100kV側(cè)合閘空載特高壓變壓器的研究報(bào)道。日本曾在新榛名特高壓試驗(yàn)站進(jìn)行了在500kV側(cè)合特高壓變壓器試驗(yàn)，沒有產(chǎn)生較大的諧振過電壓。我國特高壓交流試驗(yàn)示范工程的特高壓變壓器也僅在500kV側(cè)進(jìn)行合閘，不在100kV側(cè)合閘。其原因是南陽站為開關(guān)站，特高壓線路較長(zhǎng)，電壓控制比較困難。這種操作方式在一定程度上影響系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性，且后續(xù)的特高壓工程有可能在100kV側(cè)進(jìn)行合空變操作，因此，有必要對(duì)特高壓變壓器從100kV側(cè)合閘的暫態(tài)特性進(jìn)行深入的研究。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種利用開關(guān)變壓器技術(shù)的特高壓變壓器空載合閘涌流及過電壓抑制裝置以解決上述問題。開關(guān)變壓器技術(shù)實(shí)質(zhì)上就是把變壓器和電力電子器件相結(jié)合，構(gòu)成了一個(gè)耐高壓、大電流的電力電子開關(guān)模塊，在電路中使之代替高壓斷路器來合閘或斷開空載變壓器。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種特高壓變壓器空載合閘涌流及過電壓抑制裝置，包括隔離開關(guān)G1、運(yùn)行斷路器K1、開關(guān)變壓器TK、晶閘管SCR、隔離開關(guān)G2、合閘斷路器K2 ;所述開關(guān)變壓器TK原邊繞組的上端接一只隔離開關(guān)G2，開關(guān)變壓器原邊繞組的下端接合閘斷路器K2 ;開關(guān)變壓器副邊每相單繞組的兩端之間接有兩只正反并聯(lián)的晶閘管SCR;隔離開關(guān)Gl下接運(yùn)行斷路器K1、兩臺(tái)隔離開關(guān)G1、G2的另一端接電源；兩臺(tái)斷路器K1、K2的另一端接空載變壓器Τ。
[0006]所述特高壓變壓器空載合閘涌流及過電壓抑制裝置的控制系統(tǒng)采用可編程序控制器PLC或工控計(jì)算機(jī)COM控制系統(tǒng)。
[0007]當(dāng)所控空載變壓器T功率較大時(shí)，可采取多副繞組開關(guān)變壓器的方法來解決，還可采取開關(guān)變壓器模塊并用的方法來解決?？蛰d變壓器T投入前，G1、G2閉合，K1、K2斷開。當(dāng)要投入空載變壓器T時(shí)，首先啟動(dòng)可編程序控制器PLC來控制可控硅，使可控硅處于斷開狀態(tài)，這時(shí)合上Κ2,由于開關(guān)變壓器TK的容量遠(yuǎn)小于空載變壓器T的容量，電源電壓的絕大部份加在TK上，T上的電壓很小，故不會(huì)產(chǎn)生涌流和過電壓。Κ2閉合后，PLC調(diào)節(jié)可控硅使UK逐漸下降，當(dāng)UK?O、UT?U時(shí)，合上Κ1，因Kl兩端電壓很小，不會(huì)有大的瞬變情況發(fā)生，然后斷開Κ2，變壓器空載投入結(jié)束。當(dāng)要切除空載變壓器T時(shí)，PLC首先合上Κ2，再調(diào)節(jié)可控硅使UK?O，之后斷開Kl，因Kl兩端電壓很小，不會(huì)有大的瞬變過程；PLC停止觸發(fā)可控硅，電流過零關(guān)斷，不會(huì)產(chǎn)生截流過電壓。再斷開K2，變壓器T空載切除結(jié)束。
[0008]由上述控制順序可見，控制系統(tǒng)接到開合閘命令時(shí)，它能控制開關(guān)變壓器和斷路器的動(dòng)作順序，使斷路器的合閘電壓(或電流)和分閘電壓(或電流)都很小[額定電壓的百分之五左右(或開關(guān)變壓器的空載電流)]，即變壓器上的電壓變化很小，因而無涌流和過電壓，還可以減小電弧，延長(zhǎng)斷路器的壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的描述:
圖1是特高壓變壓器空載合閘涌流及過電壓抑制裝置的主電路圖。
圖2是采用了由兩臺(tái)兩繞組開關(guān)變壓器模塊并用、電力電子器件IGCT、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)COM構(gòu)成的特高壓變壓器空載合閘涌流及過電壓抑制裝置。
[0010]

【具體實(shí)施方式】
采用開關(guān)變壓器TK技術(shù)的特高壓變壓器空載合閘涌流及過電壓抑制裝置系統(tǒng)圖如圖1所示:包括隔離開關(guān)G1、運(yùn)行斷路器K1、開關(guān)變壓器TK、晶閘管SCR、隔離開關(guān)G2、合閘斷路器K2 ;所述開關(guān)變壓器TK原邊繞組的上端接一只隔離開關(guān)G2，開關(guān)變壓器原邊繞組的下端接合閘斷路器K2 ;開關(guān)變壓器副邊每相單繞組的兩端之間接有兩只正反并聯(lián)的晶閘管SCR;隔離開關(guān)Gl下接運(yùn)行斷路器K1、兩臺(tái)隔離開關(guān)G1、G2的另一端接電源；兩臺(tái)斷路器K1、K2的另一端接空載變壓器Τ。
[0011]所述特高壓變壓器空載合閘涌流及過電壓抑制裝置的控制采用可編程序控制器PLC控制系統(tǒng)。圖2為當(dāng)線路傳輸功率較大時(shí)，采取多副繞組開關(guān)變壓器模塊并用的方法來解決；這里合分閘控制采用工控計(jì)算機(jī)COM控制系統(tǒng)，其控制方法與上述相同；電力電子器件采用全控器件IGCT實(shí)施PWM控制。
[0012]上述描述的只是該發(fā)明的二種【具體實(shí)施方式】，舉例說明不對(duì)發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容構(gòu)成限制，所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員在閱讀了說明書后對(duì)前述的【具體實(shí)施方式】所做的修改或變形，都不背離發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種特高壓變壓器空載合閘涌流及過電壓抑制裝置，包括隔離開關(guān)(G1)、運(yùn)行斷路器(K1)、開關(guān)變壓器(TK)、晶閘管(SCR)、隔離開關(guān)(G2)、合閘斷路器(K2);所述開關(guān)變壓器(TK)原邊繞組的上端接一只隔離開關(guān)(G2)，開關(guān)變壓器原邊繞組的下端接合閘斷路器(K2);開關(guān)變壓器付邊每相單繞組的兩端之間接有兩只正反并聯(lián)的晶閘管(SCR);隔離開關(guān)(G1)下接運(yùn)行斷路器(K1)、二臺(tái)隔離開關(guān)(Gl)、(G2)的另一端接電源；二臺(tái)斷路器(K1)、(K2)的另一端接空載變壓器T。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特高壓變壓器空載合閘涌流及過電壓抑制裝置，其特征在于，其控制系統(tǒng)采用可編程序控制器(PLC)或工控計(jì)算機(jī)(COM)控制系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特高壓變壓器空載合閘涌流及過電壓抑制裝置，其特征在于，當(dāng)線路傳輸功率較大時(shí)，可采取多副繞組開關(guān)變壓器的方法來解決，還可采取開關(guān)變壓器模塊并用的方法來解決。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特高壓變壓器空載合閘涌流及過電壓抑制裝置，其特征在于，其原理電路也適于并聯(lián)電抗器、電動(dòng)機(jī)等感性負(fù)荷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特高壓變壓器空載合閘涌流及過電壓抑制裝置，其特征在于，其原理電路也適于超高壓、高壓及中壓電力系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】H02H7/04GK104242240SQ201410504838
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】潘家忠, 李天昊 申請(qǐng)人:哈爾濱帕特爾科技股份有限公司