[实用新型]一种三相变压器研究励磁涌流的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三相变压器研究励磁涌流的装置，属于电力系统研究设备技术领域。

背景技术

变压器空载运行时，是其一侧绕组(高压或低压)带电，其它绕组开路。绕组中的电流为励磁电流，铁心中的磁通为工作磁通Φm。

当合闸瞬间电压为零值时，它在铁芯中所建立的稳态磁通最大值为(－Φm)。由于铁芯中的磁通不能突变，且合闸前铁芯中磁通为零，则合闸后瞬间也应保持磁通为零。因此，此时刻在铁芯中就出现一个非周期分量的瞬态磁通Φtr，其幅值为Φm。

这时，铁芯里的总磁通Φ应看成两个磁通叠加而成。铁芯中磁通开始为零，到1/2 T时，两个磁通相加达最大值，Φ波形的最大值是接近Φm的两倍。如果合闸时铁芯中有剩磁Φr，且Φr的极性与Φtr相同。磁通Φ还会更大，超过铁心的饱和磁通Φs。这种状态使变压器产生瞬时峰值很大的励磁涌流。

对大型电力变压器而言，稳态的励磁电流只有额定工作电流的千分之几。这种励磁涌流其幅值可能达到励磁电流的几千倍，达到额定电流的几倍或几十倍。

这就使得变压器空载合闸，或断电后恢复电压时，断路器往往动作跳闸，致使电力变压器不能正常及时的投运。保护装置跳闸，同时大的涌流对绕组产生大的电动力，可能引起绕组受力变形损坏等。断开大的励磁涌流可能引起过电压，其值超过一般电网的操作冲击电压，对变压器的绝缘造成危害。励磁涌流引起铁心过饱和，由于铁心硅钢片的磁致伸缩效应，变压器振动和噪音会增大，危害变压器。

同时，变压器空投产生的励磁涌流，诱发邻近其他电站正在运行的变压器产生“和应涌流”而误跳闸，造成大面积停电；励磁涌流中的直流分量导致电流互感器磁路被过度磁化而大幅降低测量精度和继电保护装置的正确动作率；励磁涌流中的大量谐波对电网电能质量造成严重的污染。

需要对励磁涌流现象进行制定变压器原保护装置的整定数值。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种三相变压器研究励磁涌流的装置，用于研究励磁涌流的产生情况。以研究解决单相变压器空载合闸时引入大的励磁涌流，适合在试验室内完成相关的研究任务，脱离大型电力系统不安全、不适合研究的场所，解决背景技术中存在的上述问题。

本实用新型的技术方案是：一种三相变压器研究励磁涌流的装置，包含上位机、控制板、三相断路器、三相复合开关和三相变压器，所述上位机和控制板通过串口通信模块互相连接，控制板、三相断路器、三相复合开关和三相变压器依次连接。

所述三相复合开关包含三组开关，每一组开关由两个晶闸管和一个交流接触器组成，两个晶闸管反向并行联接，和一个交流接触器并行联接。

所述控制板包含单片机控制核心、电压过零检测单元、通信单元、驱动单元和脉冲变压器。

本实用新型的有益效果是：复合开关实现励磁涌流控制，稳定性、安全性更高。励磁涌流的峰值可控；通过控制晶闸管的导通角，可以控制励磁涌流的大小。在低电压的安全条件下，模拟电力系统励磁涌流的状况，分析各种励磁涌流工况。形成可读取数据的励磁涌流波形，可与计算结果进行比较，便于计算与试验的比对验证，保证研究工作的正确性、可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的系统示意图；

图2是本实用新型控制板的结构示意图；

图中：上位机1、控制板2、三相断路器3、三相复合开关4、三相变压器5、串口通信模块6、晶闸管7、交流接触器8、单片机控制核心9、电压过零检测单元10、通信单元11、驱动单元12、脉冲变压器13。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本实用新型做进一步说明。

一种三相变压器研究励磁涌流的装置，包含上位机1、控制板2、三相断路器3、三相复合开关4和三相变压器5，所述上位机1和控制板2通过串口通信模块6互相连接，控制板1、三相断路器3、三相复合开关4和三相变压器5依次连接。

所述三相复合开关4包含三组开关，每一组开关由两个晶闸管7和一个交流接触器8组成，两个晶闸管7反向并行联接，和一个交流接触器8并行联接。通过合分闸控制系统的触发电路给出适当的触发信号，使晶闸管在规定的相位角触发，实现在需要的电压相位角时合闸。不同的电压合闸相位角合闸，会产生不同的涌流值。同时，控制电路实现：晶闸管保证第一个周期内电流连续，一个周期后关断晶闸管。交流接触器在晶闸管合闸后的一个周期内合闸成功，保证电流的连续性，由交流接触器实现分闸控制。

所述控制板2包含单片机控制核心9、电压过零检测单元10、通信单元11、驱动单元12和脉冲变压器13。