抑制干式变压器励磁涌流的新方法

图2-3是铁磁材料的磁滞回线，描述了当磁路的励磁线圈加交流电压时，磁势h也相应地从-Hc变为Hc，h产生的磁通(或磁通密度b=/s)在磁滞回线上会相应地变化。如果H在回路上某一点突然下降到零，B会立即下降到B轴对应的某一点，这个点对应的B值就是剩磁Br。可以看出，剩磁的值和极性与激励电压的相角有关。如果在象限一和象限二切断励磁电源(即H=0)，剩磁为正或零，在象限三和象限四切断励磁电源，剩磁为负。3.励磁涌流的抑制方法干式变压器在正常带电工作时，磁路中的主磁通波形与外加电源电压波形基本相同，即正弦波。磁路中的磁通量比电源电压滞后90。通过监测电源电压波形可以监测到磁通波形，然后在电源电压切断时就可以得到剩磁的极性。干式变压器由空气供电时产生的磁偏 P也是如此。由于磁偏，象限一、四初始相角产生的磁偏为正，象限二、三初始相角产生的磁偏为负。显然剩磁极性是已知的，偏置极性是可控的。只要电源下降时偏置极性与剩磁极性相反，浪涌电流就会被抑制。图3-3是干式变压器的一次电压u、主磁通、剩磁Res和偏磁 p与开启角和闭合角的关系，以及电源电压u的初始开启相角与剩磁Res的关系图，当干式变压器处于稳态时，主磁通滞后电源电压90，如图3-3中的曲线和曲线所示。干式变压器空载上电时产生的偏磁，必须与稳态上电时电压u曲线上的上电点对应的稳态磁通大小相等，极性相反，如图3-3所示，曲线对应m点或n点的 P1和 p2。较大值可以达到稳定磁通的峰值 m，剩磁Res的幅值与磁路材料的特性有关。不难看出对应于相同闭合初始相角或打开初始相角的磁偏和剩磁的极点。图3-3干式变压器的一次电压U、主磁通、剩磁Res和磁偏 P与开度角和合闸角的关系正好相反，也就是说，开开关时测量电源电压的开度角，被保存。当干式变压器下次跌落时，合闸角等于'时选择电源。磁偏可以从剩磁反过来，它们的合成磁通会小于饱和磁通sat(曲线)(因为饱和磁通一般大于稳态磁通峰值)，磁路不会饱和，从而实现励磁涌流的抑制。由于三相断路器断开时三相电源电压的三相开相角和剩磁极性相差120，三相断路器合闸时三相的初始合闸相角和磁偏极性也相差120，干式变压器三相磁路中的偏磁和剩磁自然抵消，避免了断路器只有分相分时操作才能抑制涌流的苛刻条件。因为只有在偏磁和剩磁极性相反的情况下才能抑制励磁涌流，不需要完全抵消，所以当合闸角与之前的合闸角相差较大时，只要不加入偏磁和剩磁，磁路就不会饱和，大大降低了对断路器操动机构操作时间的精度要求，为该技术的实际应用奠定了基础。通过将该抑制器与快速开关连接 然而，当合闸角为0或180时，空投干式变压器的励磁涌流与先前的合闸角密切相关。当和靠近时(相隔约60)，浪涌电流被抑制。之后，和的偏差越大，涌入电流就越大。可以看出，例如断路器的合闸时间漂移在3 ms以内，对涌流的抑制作用不大。真空断路器和SF6断路器的分合闸时间漂移均在1毫秒以内，能准确抑制励磁涌流。需要指出的是，干式变压器切除后留在三相磁路中的剩磁在正常情况下不会衰减消失，更不会改变极性。干式变压器的铁芯只有暴露在高于材料居里点的高温下，剩磁才会衰减或消失，但一般电站不会出现这种情况。退一步说，剩磁消失是好事。只要没有剩磁，单先偏磁不会造成磁路饱和。4.电容器充电涌入电流的抑制电力电容器空投充电涌入电流的抑制也不需要在电压过零时上电，而是在闭合角接近电容器之前的开启角时上电，即在电容器断电时将与原残压极性相同、数值相近的充电电压加到残压上，从而不产生充电涌入电流。根据这个原理，电力电容器不需要在停电后由放电设备放电，而是可以立即接通。图4-1是相同开启角=180和不同闭合角对应的充电涌流变化曲线。可以看出，在接近=180时，充电涌入电流被大大抑制。与干式变压器的励磁涌流相比，电容器的充电涌流对合闸角敏感，即合闸断路器的动作时间漂移不宜过大。图4-1不同合闸角(A相)对应的开启角=180充电涌流记录曲线(A相)对于大量配备备用电源自动投切装置的电站具有重要意义。当工作电源因故障切断时，与母线相连的电容器组将立即接通，备用电源自动投切装置在接通备用电源后，将立即切换到刚刚拆除的电容器组中，以保证备用电源自动投切装置运行前后的无功功率和电压水平都不高，这样不仅省去了电容器的放电设备，而且备用电源投入运行时也基本没有扰动。5.浪涌抑制器浪涌抑制的几个典型应用实例器与断路器联接的原理柜图如图5-1：图5-1 控制原理框图 涌流抑制器接入被控电路的电流及电压信号，获取三相电源的分闸角和合闸角。断路器的分、合闸命令经由涌流抑制器发送给断路器的分、合闸控制回路。涌流抑制器的典型应用方式有以下四种，如图5-2至图5-5。配置要点如下： 图5-2 系统联络变的涌流抑制器配置图