涌流抑制器论文

涌流抑制器论文（精选5篇）

涌流抑制器论文 第1篇

关键词：抽水蓄能,水泵工况,空载合闸,励磁涌流,涌流抑制器

抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库, 在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站, 又称蓄能式水电站。它可将电网负荷低时的多余电能, 转变为电网高峰时期的高价值电能, 还适于调频、调相, 稳定电力系统的频率和电压, 且宜为事故备用。抽水蓄能机组作为水泵工况运行时, 由于空载合闸变压器时, 因电压骤增而引发数值客观的励磁涌流, 而励磁涌流是导致变压器继电保护误动的重要原因。彻底解决问题的方法是对励磁涌流进行抑制, 或者说消灭励磁涌流。

1 励磁涌流产生的原因

变压器励磁涌流的产生机理是基于电感线圈遵循磁链守恒原理, 即与电感线圈交链的磁通不能突变。抽水蓄能机组水泵工况运行时, 变压器主变高压侧发生电压骤增时, 基于磁链守恒定律引起的瞬变过程产生偏磁导致铁芯过度饱和, 进而使变压器励磁电流急剧增大, 其数值可达正常运行空载电流的数十倍。励磁涌流的出现增加了变压器继电保护装置误动的概率, 这是因为保护装置难以正确识别励磁涌流和故障电流的差别。尤其是差动保护在变压器空载投入 (差动区内无故障) 、差动区外故障切除后穿越电流及过激磁都可能引起误动。尽管长期以来人们使用了诸如二次谐波制动判据、五次谐波制动判据、低电压加速判据、波形对称制动判据、三相差流及差流导数比值制动判据、间断角原理及其他数学物理方法等等对策, 至今仍无法彻底解决保护误动问题, 这是因为不论何种数学和物理方法都难以应对多变的励磁涌流形态。因此, 重新调整思路就成为必然要面对的选择。

2 励磁涌流的特点

合上断路器给变压器充电时, 有时可以看到变压器电流表的指针摆得很大, 很快返回到正常的空载电流值, 这个冲击电流通常称之为励磁涌流, 特点如下: (1) 涌流含有数值很大的高次谐波分量, 因此, 励磁涌流的变化曲线为尖顶波。 (2) 励磁涌流的衰减常数与铁芯的饱和程度有关, 饱和越深, 电抗越小, 衰减越快。 (3) 一般情况下, 变压器容量越大, 衰减的持续时间越长, 但总的趋势是涌流的衰减速度往往比短路电流衰减慢一些。 (4) 励磁涌流的数值很大, 最大可达额定电流的8~10倍。

3 涌流抑制器的原理

根据变压器瞬变过程的理论分析, 不论是变压器空载合闸到电源上, 或者是变压器出线发生突然短路, 所引发得励磁涌流或短路电流与合闸或短路时的电压初始角有关, 而且都是在电压初始相位a=π/2或3/2π时, 励磁电流或短路电流的暂态分量都为零, 即此时变压器的工况直接进入稳态。而当电压初始相位a=0或a=π时, 励磁电流暂态分量经过半周期后将达最大值, 这就是励磁涌流。显然, 这给人们一个明确的提示, 即如果选择空投变压器的时刻落在a=π/2或3/2π瞬间, 将可彻底抑制励磁涌流。对于三相变压器, 由于A、B、C三相电压的相位各相差3/2π, 当使用分相操作断路器时, 通过分相分时操作也可彻底抑制励磁涌流, 但由此会引起短暂的非全相运行。当使用三相联动操作断路器时, 靠捕捉电源电压a=π/2或3/2π相位角合闸已不可能。变压器是储能原件, 在上电和断电时都将产生暂态过程, 励磁涌流和充电涌流就是在暂态过程中产生的。涌流抑制器通过空投变压器产生的偏磁去抵消原来磁路的剩磁实现对充电涌流的抑制。这一涌流原理使得在三相电路中空投变压器时, 无需要求使用分相操作开关分时操作去捕捉三相电源的最佳合闸角, 而是使用三相联动开关实现对三相涌流的完全抑制。SID-3YL型涌流抑制器可针对不同磁路结构、不同接线组别、不同断路器控制方式的变压器实现对涌流的完全抑制。

4 涌流抑制器的结构

SID-3YL型涌流抑制器主要用于抑制电力变压器及电力电容器空投时的涌流, 因此, 其主要功能是控制断路器合闸操作, 输入信号有TV、TA、断路器辅助接点, 此处还有合控制命令输入, 该命令可来自上位机的开关量或RS-485总线的通讯。抑制器的输出送到断路器的合闸控制回路, 断路器的分闸命令无需有抑制器控制, 但抑制器在长期带点运行时不断在监视并记录变压器电源切除的切除角。SID-3YL型涌流抑制器能同时支持三相分相分时操作及三相同时操作的断路器。抑制器可单独安装在开关柜或保护屏上, 也可溶于断路器操作箱内。

5 涌流抑制器在抽水蓄能电站的应用

涌流抑制器接收到合闸令后, 根据预先设置的三相断路器合闸时间, 及通过电压互感器获得的电压相位角测值, 第一时间 (平均延时不大于5ms) 发出合断路器命令。断路器辅助接点是作为向涌流抑制器提供测量断路器分、合闸时间的信号。考虑到辅助接点与主锄头的动作时间差, 涌流抑制器专门配有SID-3YL型测量装量, 在断路器脱离一次回路电源时测量这一时差的功能, 作为修正断路器分、合闸时间之用。涌流抑制器一般情况下只对断路器实施合闸操作, 人工或继电保护可直接对断路器进行分闸操作。在某些情况下, 例如人们希望变压器在某个电源电压相位角时断电, 则可通过涌流抑制器按设定的角度进行分闸操作。

结语

随着电力系统不断地发展, 抽水蓄能电站越来越发挥出其调峰填谷、节能减排的作用。但是抽水蓄能机组在抽水工况下, 在其变压器空载合闸时可靠性及继电保护装置运行的可靠性, 其躲避励磁涌流就显得尤为重要, 而涌流抑制器则在此项任务中发挥了巨大的作用。涌流抑制器在抽水蓄能电站的应用, 有效地解决了空载合闸时存在的隐患, 保证了抽水蓄能机组安全运行。

参考文献

[1]中国水力发电工程学会电网调峰与抽水蓄能专业委员会组.抽水蓄能电站工程建设文集[M].中国电力出版社.2008.

涌流抑制器论文 第2篇

关键词：直流系统,接地,涌流抑制器,动作特性,开关跳闸

1 事故概况

某换流站500 kV交流场采用3/2接线,其站用变高压侧进线开关5053发生3次跳闸事故。3次事故发生时的事件顺序记录SER(Sequence Event Record)记录的事件及时间如表1所示。

由表中数据可以看出3次事故时各事件时序基本相同。各次事故发生后现场检查情况也基本相同:5053开关三相在跳闸位置、操作继电器箱跳闸线圈1跳闸信号灯“TA”、“TB”、“TC”亮;5053开关断路器保护装置有三相跳闸位置(TWJa、TWJb、TWJc)由0变1的开入量变位记录;可能引起5053开关跳闸的所有保护装置(5053断路器保护、站用电变压器保护、500 k V 2号母线保护、5052断路器失灵保护)均无动作信号和启动报文;故障录波器无启动;故障前后5053开关第1路控制电源所在220 V直流母线绝缘监测上有#1M直流正接地绝缘告警信号(该站其他设备处于投运前调试阶段,发生直流接地的可能性极大)。

2 事故原因查找

第1回跳闸回路原理接线图[1,2]如图1所示。图中,HLa、HLb、HLc(LED)为位置指示灯;R为电阻;TBJ为防跳继电器线圈及接点;相位同期检测PSD(Phase Synchronization Detector)的输出接点为PSDa、PSDb、PSDc;GST为保护装置的沟通三跳输出接点。按照《继电保护反事故措施》中要求:跳闸出口继电器的启动电压不宜低于直流额定电压的50%,以防止继电器线圈正电源侧接地时因直流回路过大的电容放电引起误动作。如为加快动作,则允许动作电压略低于额定电压的50%,但应采用动作功率较大(例如5 W以上)的中间继电器。由变压器、电抗器瓦斯保护启动的中间继电器,由于联线长,电缆电容大,为避免电源正极接地误动作,应采用较大启动功率的中间继电器,并且不要求快速动作[3]。在第1次事故发生后,根据以往的直流接地保护误动的分析方法[4-7],现场开展如下检查工作:

a.对5053开关操作箱接线回路进行了检查[8,9],未发现异常;

b.对通过第1组跳闸线圈出口的手跳继电器、启动重合闸启动失灵的三跳继电器、不启动重合闸启动失灵的永跳继电器、不启动重合闸不启动失灵的继电器动作特性测试,所有继电器动作值均在131~139 V之间,约为直流额定电压的59%~63%,满足使用规范的要求;

c.用1000 V摇表对5052断路器保护、站用电变压器保护、500 kV 2号母线保护有接点来跳5053开关第1跳闸线圈的接点及电缆进行了绝缘检查,绝缘阻值满足规范要求;

d.用1000 V摇表对5053断路器操作继电器箱内与第1线圈相关的跳闸回路及出口至开关本体的跳闸电缆进行绝缘检查,绝缘阻值均满足规范要求;

e.用1000 V摇表对测控装置手动三相跳5053开关的接点及电缆、经过PSD装置分相来跳5053开关的节点及相关电缆进行了绝缘检查,绝缘阻值均满足规范要求。

经过以上检查工作并未找到事故原因,为排除保护出口接点抖动及操作继电器箱中接点抖动造成开关的误动,用同型号的操作箱中插件对该开关操作继电器箱进行了更换,拉开5053开关两侧刀闸并合上开关,退出所有能跳开5053开关的保护出口压板,观察该开关是否会误动。2009年5月30日在直流系统发生正极接地时该开关再次跳开,SER信号见表1。通过以上的查找工作,排除了保护跳闸回路误动的可能性,开关跳闸与手动分相跳闸回路有关。

为查明手动分相跳闸动作原因,决定加装示波器来监视跳闸时各回路信号。在由涌流抑制器装置引来的3根分相跳闸电缆芯线上(图1中的PSDa、PSDb、PSDc处)加装钳形表笔监视其电流,在去开关本体操作机构箱三相跳闸处加装探头监视该点对地电位,并将5053操作至运行状态进行监视,6月13日5053开关再次跳闸,并成功记录了各通道波形,如图2所示(图中纵轴左侧标示的接地点标示该通道的零点,测试中选择了第6通道为触发通道)。从图中可以看出:

a.跳闸出口前30 ms左右有直流正极完全接地,致使负对地电压约为235 V;

b.有跳闸命令出口时,由PSD装置出口来分相跳闸A相中有较大的电流突变,6 ms左右三相电流均有突变。

通过以上排查,开关跳闸确实由于分相跳闸接点导通引起,但3次开关跳闸时均无手动分闸命令。

3 涌流抑制器误动原因分析

3.1 涌流抑制器的应用

研究表明[10,11]:分闸时,A相开关在A相参考电压最高点(即A相磁通最低点)时断开,然后经过5 ms延时同时断开另外两相开关能保证换流变铁心中剩磁最小,为变压器下次合闸操作创造了良好的条件[12];合闸时,A相开关在A相参考电压最高点(即A相磁通最低点)首先合上,延时5 ms后再同时合上B、C两相开关,此时铁心中产生的偏磁最小。涌流抑制器即是利用该原理减小励磁涌流,其控制原理见图3。

3.2 涌流抑制器误动原因分析

图3中涌流抑制器的分闸命令开入回路如图4所示,其等效电路如图5所示。图中R为电阻;VZD为稳压二极管;VD为二极管;VOC为光耦。

回路设计中,远方/就地切换接点通过长电缆引自开关就地控制箱,芯线对地电容较大,正常运行时由开入负电源对其充电,稳态时其电位与负电位相当。当发生直流正极接地时,开入负电源突变,而杂散电容电压不能突变,从而引起开回路两端电压突变,引起分闸开入量变位,涌流抑制器接受有分闸命令后按照分相控制逻辑(A相先出口,B、C相延时5 ms)出口,引起开关误动。这也与录波图中完全吻合。

如图1所示,断路器操作箱中的三相跳闸回路通过沟通三跳接点相连,该开关为站用电变压器进线开关,运行时重合闸在停用状态,此时沟通三跳接点闭合,即GST接点在正常运行时是闭合的,任一相有跳令则跳三相,并且启动了防跳继电器TBJa、TBJb、TBJc动作,操作箱中“TA”、“TB”、“TC”信号灯亮。这也即涌流抑制器误出口时启动操作箱中跳闸线圈1跳闸信号灯的原因。

4 改进措施

针对上述缺陷,提出了4点改进措施[13,14,15]。

a.对涌流抑制器的开入回路硬件回路进行升级,提高光耦的动作电压和动作电流值以提高抗干扰水平;减小开入回路的等效电阻,以缩短对杂散电容充电时间。

b.对涌流抑制器的软件进行升级,延长开入量输入的确认时间,以便躲过直流电压波动时可能引起开入回路动作持续时间。

c.在涌流抑制器的开入回路负电源侧引入手动分闸命令接点,使得正常运行时,切断开入回路的负电源,在有手动分闸命令时才接通开入回路,从根本上解决了正常运行时其误动问题。改进后的分闸命令开入回路图如图6所示。

d.为能起到对变压器进线三相开关进行分相控制,减小励磁涌流,充分发挥涌流抑制器的作用,取消了图1中的沟通三跳接点GST,使得分闸时能分相操作,减小铁心中的剩磁。同时也解决了手动分闸时误发的“TA”、“TB”、“TC”信号。

5 结论

a.3次跳闸事故发生时SER时序相同,且伴有220 V直流系统接地现象,3次跳闸事故可能由同一原因引起。

b.通过一般回路检查法未发现异常,利用数字示波器成功地监测到第3次开关跳闸时各跳闸回路的电压、电流波形,分析波形和涌流抑制器的动作特性后,认定3次事故是由于直流接地时引起涌流抑制器的开入回路误动而造成开关跳闸。示波器的监测对于分析事故原因起到关键性作用。

变压器励磁涌流的危害及抑制策略 第3篇

关键词：变压器,励磁涌流,危害,抑制策略

1 引言

处在正常工作状态下的变压器, 其励磁电流通常只有额定电流3%到8%, 容量较大的变压器则不超过1%。图1为稳态状态下磁通与电压之间的关系, 励磁回路中的电阻可以忽略, 磁通滞后外加电压90°, 因此建立了稳定的磁场来抵消外部电源磁场的变化。此时, 铁心饱和程度较低, 励磁电流很小。然而一旦变压器在空载情况下使用, 受到变压器铁心饱和与铁心非线性的影响, 励磁涌流将激增, 这给变压器与电力系统的运行带来危害。所以, 对变压器励磁涌流展开研究具有现实意义。

2 励磁涌流产生机理

变压器是基于电磁感应原理的、适用于静态交流电力系统的一种重要电力设备。变压器在空载状态下合闸充电, 能观察到电流表指针出现大幅度摆动, 之后极快地恢复正常, 指向正常的空载电流值, 这个冲击电流一般被称作励磁涌流。

励磁涌流的产生与变压器铁心饱和程度密切相关。变压器处于空载状态进行合闸充电时, 受到外加电压的影响, 绕组磁场将在一定程度上发生变化。与此同时根据磁链守恒定律, 绕组在磁路中将出现单极性偏磁情况。由于变压器铁心材料具有非线性的特征, 为了与绕组磁场变化相抵, 铁心饱和程度将发生变化。当铁心饱和程度较低时, 铁心磁化曲线斜率极大, 这时励磁电流极小。当铁心饱和程度较高时, 其磁化曲线斜率极小, 励磁电流随着磁通的增长而变大, 最后变为励磁涌流。若变压器存在剩磁, 并且极性绕组偏磁一样, 就会减小变压器绕组的励磁电抗, 从而出现巨大的励磁涌流。

3 励磁涌流的特点

磁化曲线斜率影响着变压器绕组的励磁电流与磁通之间的关系。铁心饱和程度越高, 励磁电流越大产生的磁通也就越大, 其磁通密度甚至能达到稳态状态下磁通密度的2倍以上。根据励磁涌流产生机理, 可知励磁涌流的特点。

3.1 大量的高次谐波分量存在于励磁涌流中, 其中二次与三次谐波占据大部分。根据基尔霍夫定律, 励磁电流磁通的感应电压大小需与外部电压相同, 目的是为了与外部正弦电压相抵。因此, 感应电压必须是正弦波形, 但是由于变压器铁心的饱和程度, 励磁电流却不是正弦波形, 而是尖顶波形。

3.2 励磁涌流的减弱与铁心的饱和程度有着密切联系。铁心饱和程度越高, 绕组电抗就越小, 衰减速度相应的越快。所以, 变压器空载合闸充电瞬间, 其励磁涌流衰减速度最快, 之后速度慢慢变小。除此之外, 变压器容量也能对励磁涌流衰减速度产生一定的影响, 容量大的变压器, 其衰减速度较慢。通常励磁涌流的衰减速度与短路电流衰减相比较慢。

3.3 励磁涌流的数值通常都极大, 最大值甚至能达到额定电流的8倍以上。

4 励磁涌流的危害

4.1 变压器合闸充电时, 多次遭到较大励磁涌流的冲击, 容易引发绕组的机械力作用, 降低绕组机械之间的紧密程度, 同时也能致使变压器受到损害。

4.2冲击电流经过变压器绕组时, 会引起变压器绕组在短时间里温度过高, 使得其绝缘水平下降, 容易引起触电等电力安全事故。

4.3造成过电压的出现, 损害相关电力设备

4.4 励磁涌流能引发变压器差动保护的错误动作, 引起输配电压出现骤降或者骤升, 对电力设备的安全运行产生不利影响, 甚至使得电网大面积瘫痪, 造成大范围的停电事故。

4.5 因励磁涌流含有大量的高次谐波分量, 严重影响电力系统的电能质量。

4.6 励磁涌流能诱导附近运行的变压器出现“合应涌流”, 诱发相邻变压器差动保护误动作。

5 励磁涌流危害抑制策略

由于励磁电流对变压器与电力系统带来诸多危害, 相关工作人员根据大量实验与研究, 提出种种抑制策略。这些抑制策略可分为“躲避、限制、内除”三个方面:一、通过对励磁涌流和故障电流进行识别并区分处理, 让保护系统躲过误动的风险;二、通过在变压器的外部使用合理的补救措施达到抑制励磁涌流的目的;三、基于变压器电磁感应原理, 合理改变变压器内部结构, 以此减轻励磁涌流的危害。

5.1 谐波制动与涌流识别

由于励磁涌流含有大量二次谐波, 因此, 有针对性的使用二次谐波识别及制动方法来抑制谐波危害, 从而减小励磁涌流对保护系统所带来的危害。如果保护装置检测到二次谐波的含量超过安全值时, 闭锁保护元件, 预防励磁涌流造成差动保护误动作。二次谐波制动的差动保护具有操作方便, 灵敏度较高的优点, 已获得广泛运用。实际运用中, 凭借以往运行经验和空载合闸试验数据, 尽量避开励磁涌流的情况下, 根据最小二次谐波含量确定整定值。通常二次谐波制动比为15%到20%。

需要注意的是由于励磁涌流衰减速度较慢, 使得差动保护动作过长, 成为该方法的主要缺点;如果变压器合闸于故障, 谐波制动可能使保护装置失去快速反应能力, 这就要求对涌流识别技术进行更深入的研究以解决这一矛盾。而且“躲避”的策略只对保护系统有效, 无法根除励磁涌流。

5.2 控制三相开关的合闸速断

在变压器空载合闸充电瞬间, 如果外加电压的达到最大值时变压器产生的励磁涌流几乎为零。根据这一原理, 可以通过控制三相开关合闸速断达到抑制励磁电流的效果。

在这种思想下, 对于三相绕组变压器提出了两种合闸策略: (1) 如果变压器不存在剩磁, 可以采取快速合闸法:当外加电压达到最大值合闸, 此时变压器内出现的磁通近似为零, 因此相应的励磁涌流也极小。 (2) 然而在大部分情况下, 变压器存在着剩磁, 此时可将剩磁当做预期磁通处理, 即剩磁与预期磁通相同并且方向相反时合闸可以有效减小励磁涌流, 这就是延迟合闸法。以上方法如果能够进一步结合开关分相操作与控制, 效果将更佳。

5.3 内插接地电阻

变压器空载状态下合闸容易造成三相励磁涌流的不平衡。此时如果在三相变压器的中性点接入一个接地电阻, 可以消耗这种不平衡的电流, 并能达到加速变压器励磁涌流的衰减的效果。另外, 接地电阻还能起到减小变压器铁心的外加电压, 减低铁心的饱和程度的作用。如果与本文5.2节的方式有机结合, 能在最大程度上减小励磁涌流。

5.4 改进变压器绕组的旧有分布形式

铁心饱和程度较大时, 变压器内容易出现较大的励磁涌流。此时铁心磁导率与真空磁导率相似, 可将变压器原边当成一个空心线圈, 即相当于将绕组的铁心转移在外面, 磁通线也相应的延伸到外部。因此, 可将变压器原边绕组移到外部, 达到增大绕组截面积的目的, 相应的增大了空心线圈的电感, 又由于励磁涌流与电感成反比关系, 从而达到有效抑制励磁涌流的目的。如此可采取改进变压器原边或者副边绕组的旧有分布方式, 通过增大暂态或者励磁涌流时的等同电感减小励磁涌流危害。

6 结束语

变压器实际运行过程中很难有效避免励磁涌流的产生, 因此对变压器励磁涌流进行研究义意重大。针对变压器励磁涌流产生的原因、特点及危害, 全文从“躲避、限制、内除”三个方面介绍了励磁涌流危害的抑制策略, 并且对部分前沿技术思想进行了有益的探讨, 以期对研究人员提供一些借鉴意义。

参考文献

[1]高磊.对变压器差动保护的探讨[J].科技资讯, 2010 (34)

论电容器组的合闸涌流及其抑制 第4篇

关键词：电容器,合闸涌流,危害,抑制

并联补偿电容器组是当前供电系统当中其使用最广泛的补偿装置,从而可有效的提高功率因数,改善电压质量和降低电能损耗。电容器组频繁操作时产生很大的合闸涌流,经常冲击系统和电容器组,下面就合闸涌流的产生、危害和抑制谈一点自己的看法。

1 合闸涌流的产生

电容器在现实的应用当中,其合闸投运的瞬间会产生合闸的涌流,主要的原因是电容器在第一次合闸的时候,是处于未充电的状态,在这个过程当中电流受到回路阻抗的作用。此时电路几乎出于一个短路的状态,是因为回路其本身的阻抗是非常小的,到了最后会产生一个比较大的冲击涌流涌入到电容器的电路当中。而涌流最大值的产生是在电容器合闸的瞬间,如电容器退出时,没有经过充分的放电进行合闸所产生的涌流将达到为合闸之前的2倍。当电容器在被切断之后,其通常是处于带电的状态,如果在此时将电容器在此的投入到运行当中,则使得电压和充电时刻的电压相同,并且方向是相反的,在此时其涌流也必将增大。因此,为避免在合闸的时候出现带点的情况,通常在电容器被切除之后,选择充分的放电才对其进行重新的合闸。

通过实验发现,电容器在瞬间产生的涌流的大小和倍数和电容器自身的容量、安装地点短路的容量等有着很大的关系。如果电容器是在较大的短路电容的电路当中,其电感也就较小,涌流所产生的幅值以及频率也比较高。

同时,通过以往的实验测量发现,电容器合闸涌流可以达到该电容器额定电流的5倍甚至更高,而其振荡的频率也可得到250 ~ 400HZ,电压为原来的2倍到3倍之间。

单组电容器涌流计算的等值电路如附图1.1所示。由等值电路可列出回路微分方程,经推导整理可得出合闸瞬间涌流的最大值Iymax的表达式 :

式中,Iymax为合闸涌流最大值 ;Ie为电容器组额定电流 ;Xc为电容器组每相容抗 ; 为网络感抗与电容器装置串联感抗的综合值 ;fy为涌流频率 ;f为电网基波频率。

L0—网络每相等值电感 ;L—串联电抗器和接线每相电感 ;

C—电容器组每相电容 ;QF—断路器

2 合闸涌流的危害

在通常情况下,电容器通过合闸所产生的涌流其持续的时间都比较短,同时其在几毫秒的时间内即可降到非常低的无害的程度。在当前的电容器合闸涌流当中,该大小通常要小于设备允许的额定值。在这个过程当中,其衰减的速度通常快,但是针对某些开关特性比较差的、合闸慢的情况中,当其出头在没有闭合的时候就会产生电弧,从而在短时间之内使得电流上升,在严重的时候其电流可达到数倍,同时在加上之前的振动频率白牛高,使得开关内部其出现机械振动问题较大,从而使得开关出现问题。

而针对频率高的涌流,其在通过电流互感器时,可对互感器产生巨大的破坏作用,特别是针对变化较大的电流互感器,其线圈的匝数多,产生的感应的电流也较大,对其中的线圈绝缘层的破坏,甚至带来的损坏也通常都比较大。对此,在实践中我们必须要采取对涌流进行限制的方法。

3 合闸涌流的限制

通过上述的公式(1)可以看出电容器电流与电压、频率等有着很大的关系。在实践中,当电源的电压在发生变化的时候,其波形产生畸形变化,从而导致高次谐波电压施加到电容器当中。而谐波频率变高,电容器的容抗也就变小,所产生的电流也变大。另外,电容器产生的电流大小和电容器本身有着很大的关系。当该电容器的电容在不断增大的时候,容抗则变得减少,由此其电流的不断的增大。所以,如果该电容器的容量为足够大的时候,电流则会出现变得更大,产生畸形的可能性也就增加。为更好的对合闸后出现的涌流进行限制,抑制因高次谐波而给电容器带来的新的变化的影响,采用装设串联的电抗器。该方法其主要的原理则是通过串联电路,增大该电路当中的感抗,从热使得电容器的放电的电流逐步的减小。但是在对该方法进行应用的过程中,对串联电抗器的选择一定要恰当,如果选择合适,可以将涌流都限制在规定的范围之内。在这里其装设的串联的电抗器其主要的作用是限制合闸涌流的大小,则其容量还需取小些,一般为电容器容量的0. 2% ~1%。通过相关的实验验证,当其在串联0. 2% 的电抗器之后,其可以大大的限制电容器所产生的合闸涌流。

同时随着现代电子技术的发展,很多的地方也开始采用并联电容器组的方式,并通过采用PLC编程自动投切技术,从而实现度合闸涌流的自动化的控制。

4 结语

涌流抑制器论文 第5篇

关键词：西门子7SJ62,综合保护,励磁涌流抑制,谐波,交叉闭锁

0 引言

使用西门子7 S J62综合保护装置来保护变压器,变压器投入时将产生很大的励磁涌流,产生的励磁涌流可能是变压器正常运行时电流的几倍。规格和设计不同的变压器,合闸时励磁涌流持续的时间从几毫秒到几秒不等。尽管保护元件的起动仅是基于测量电流的基波分量,但励磁涌流引起的保护误动作是在变压器保护设计过程中所必须要认真考虑的问题,其原因就是基波励磁电流分量中有较大的涌流成分。

1 变压器励磁涌流抑制保护的原理

西门子7 S J 6 2综合保护装置配有励磁涌流抑制功能,当使用7SJ62对变压器进行保护时,可以将7SJ62的励磁涌流保护功能开启。励磁涌流抑制保护功能可以对所有带有方向和不带有方向的过电流元件的跳闸进行监视。比如,变压器投入时产生的励磁涌流会超过保护过电流元件的起动值,如果检测到励磁涌流超过二次谐波保护中的设定值,西门子7SJ62就会产生一个特定的励磁涌流信息,用以闭锁过电流元件的保护跳闸。但是,仅有保护跳闸受到励磁涌流的影响,过电流元件的起动阀值及其对应的定时器会仍然继续正常运行。当保护跳闸延时过后,变压器中仍有励磁涌流存在,此时7SJ62会记录和显示相应的信息,但是过电流动作跳闸是被闭锁的。

2 谐波分析

在变压器的合闸励磁涌流中含有较大的二次谐波分量,但是在其发生短路故障时几乎没有二次谐波分量。所以,基于西门子7SJ62综合保护装置励磁涌流保护是建立在评估电流中的二次谐波分量的基础上的。利用数字滤波器对所有的三相电流及其接地电流进行傅立叶分析,一旦7SJ62检测到某相电流或者接地电流中的谐波分量超过了检测设定值,则该相的电流元件的跳闸就会闭锁。因此对某一元件中电流中的二次谐波分量的定量分析,要求必须测量到一个完整周波的励磁涌流才能实现,而此时涌流抑制保持闭锁状态,相关的涌流检测信息也同样自动延时一个周波。7SJ62对励磁涌流的检测如图1所示。

在涌流抑制保护过程中有一点是非常重要的,那就是在变压器合闸时即使检测到了励磁涌流,在每一相的电流元件起动后,与其相关的保护跳闸延时也立即被起动。如果在延时时间内,涌流闭锁发生了复归现象,那么延时过后才会动作与跳闸出口。因此,涌流抑制功能不会导致任何保护误动作,如果在涌流抑制过程中过电流保护元件复归,那么相应的保护延时也会复位。涌流抑制功能逻辑图如图2所示。

3 交叉闭锁功能

涌流抑制是对每一相使用的,因此当变压器投在故障单相上,而在非故障相上检测到涌流时,涌流抑制是不会被闭锁跳闸的。涌流抑制的这个特征为变压器的励磁涌流保护提供了最大限度的保护范围。此外,涌流抑制功能还可以设置为检测到某一相存在合闸励磁时,闭锁与此元件相关的另一相的保护跳闸,涌流抑制的这种功能被称为交叉闭锁。但是,接地电流中存在有涌流时,不能被相电流交叉闭锁跳闸。交叉闭锁功能还可以被限制在一个特定的时间段内,此时间须在地址2204中进行设置。超过此时间段,交叉闭锁功能将被关闭。涌流抑制的有效最大电流值Imax,可以在地址2205中进行相关的设定。如果被保护电气设备投入时的励磁电流超过涌流抑制的有效最大电流值Im a x,基于检测二次谐波电流的涌流抑制就会失效,不再起作用。

4 程序设置

保护功能需要通过D I G S I的接口设置对话框中指定地址(操作员接口)、帧格式、波特率、C O M接口。DIGSI将这些设置用于装置的串行连接。保护程序设置界面如图3所示。

只有在配置保护功能时将地址0122 Inrush Restraint中的涌流抑制保护开放,保护功能才会生效。

5 结语