基于预去磁和定量化充磁的励磁涌流抑制方法及装置

本公开涉及变压器，具体地涉及一种基于预去磁和定量化充磁的励磁涌流抑制方法及装置。

背景技术：

1、电力变压器作为电力系统的核心设备，承担着连接不同电压等级电网间的关键作用。由此，电力变压器的稳定性对电力系统的安全运行至关重要，一旦发生故障，可能导致大规模停电，进而引发电力网络的瘫痪。由于变压器铁心材料的磁滞饱和特性，变压器在经历直流电阻测试或断电后，铁心中会产生剩磁。当剩磁存在时，变压器空载接入电网可能引发铁心饱和，产生励磁涌流，其幅值通常为额定电流的6~8倍。励磁涌流可能会导致差动保护误动作，频繁的励磁涌流冲击会加速变压器绕组松动，缩短变压器的使用寿命。并且，励磁电流中的谐波成分还会导致变压器二次侧电压畸变，影响逆变器的正常换相和运行效率。因此，变压器励磁涌流是影响电力系统稳定性和变压器可靠性的关键因素，亟需采取有效措施以降低其影响。

2、基于此，发明人发现，相关技术中抑制变压器励磁涌流的方法复杂，难以推广应用。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本公开提供了一种基于预去磁和定量化充磁的励磁涌流抑制方法及装置。

2、根据本公开的第一个方面，提供了一种基于预去磁和定量化充磁的励磁涌流抑制方法，包括：测量三相变压器的磁滞曲线；基于磁滞曲线，对三相变压器的绕组轮流施加不同极性的电压，使三相变压器的铁心退磁；通过将退磁后的三相变压器中的三相绕组分别进行短路、空载运行和施加电压，对退磁后的三相变压器进行充磁，以抑制在三相变压器合闸后，在三相变压器中流经的励磁涌流。

3、根据本公开的实施例，不同极性的电压包括正极性电压和负极性电压，三相变压器包括第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组；基于磁滞曲线，对三相变压器的绕组轮流施加不同极性的电压，使三相变压器的铁心退磁，包括：依次对第一相绕组施加正极性电压和负极性电压，使第二相绕组和第三相绕组之间磁通相等；在第二相绕组和第三相绕组之间磁通相等之后，基于磁滞曲线，对第一相绕组轮流施加正极性电压和负极性电压，直至三相变压器的铁心退磁。

4、根据本公开的实施例，基于磁滞曲线，对第一相绕组轮流施加正极性电压和负极性电压，直至三相变压器的铁心退磁，包括：获取与磁滞曲线对应的预定条件；对第一相绕组施加正极性电压和负极性电压中的一个，直至第一相绕组的磁通满足预定条件时，改变对第一相绕组所施加的电压的极性，使三相变压器的铁心退磁。

5、根据本公开的实施例，预定条件包括正极转换条件和负极转换条件；对第一相绕组施加正极性电压和负极性电压中的一个，直至第一相绕组的磁通满足预定条件时，改变对第一相绕组所施加的电压的极性，使三相变压器的铁心退磁，包括：在对第一相绕组施加正极性电压，直至第一相绕组的磁通满足正极转换条件时，将对第一相绕组施加的正极性电压，改变为负极性电压；以及在对第一相绕组施加负极性电压，直至第一相绕组的磁通满足负极转换条件时，将对第一相绕组施加的负极性电压，改变为正极性电压。

6、根据本公开的实施例，在对第一相绕组施加正极性电压，直至第一相绕组的磁通满足正极转换条件时，将对第一相绕组施加的正极性电压，改变为负极性电压，包括：在对第一相绕组施加正极性电压，直至在第一相绕组中流经电流的电流值大于或等于正极电流阈值时，确定第一相绕组的磁通满足正极转换条件，并将对第一相绕组施加的正极性电压，改变为负极性电压；在对第一相绕组施加负极性电压，直至第一相绕组的磁通满足负极转换条件时，将对第一相绕组施加的负极性电压，改变为正极性电压，包括：在对第一相绕组施加负极性电压，直至第一相绕组中流经电流的电流值小于或等于负极电流阈值时，确定第一相绕组的磁通满足负极转换条件，并将对第一相绕组施加的负极性电压，改变为正极性电压。

7、根据本公开的实施例，依次对第一相绕组施加正极性电压和负极性电压，使第二相绕组和第三相绕组之间磁通相等，包括：对第一相绕组施加正极性电压，直至在第一相绕组中流经电流的电流值等于第一饱和电流值后，对第一相绕组施加负极性电压，直至在第一相绕组中流经电流的电流值等于第二饱和电流值的情况下，第二相绕组和第三相绕组之间磁通相等。

8、根据本公开的实施例，三相变压器包括第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组；通过将退磁后的三相变压器中的三相绕组分别进行短路、空载运行和施加电压，对退磁后的三相变压器进行充磁，包括：通过将第一相绕组进行短路，将第二相绕组进行空载运行，以及对第三相绕组施加电压，来对退磁后的三相变压器进行充磁，直至第三相绕组的磁通等于预定磁通。

9、根据本公开的实施例，三相变压器包括第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组；测量三相变压器的磁滞曲线，包括：通过将第一相绕组进行开路，将第二相绕组进行短路，以及对第三相绕组施加电压，来测量第一相电路的磁滞曲线。

10、根据本公开的实施例，通过将第一相绕组进行开路，将第二相绕组进行短路，以及对第三相绕组施加电压，来测量第一相电路的磁滞曲线，包括：在将第一相绕组进行开路，将第二相绕组进行短路，以及对第三相绕组施加电压时，监测第一相绕组的电压值和在第二相绕组中流经电流的电流值；在电流值大于或等于第一饱和电流值时，改变对第三相绕组所施加的电压的极性，以及在电流值小于或等于第二饱和电流值时，改变对第三相绕组所施加的电压的极性；根据监测到的电流值和电压值，生成第一相电路的磁滞曲线。

11、本公开的第二方面提供了一种基于预去磁和定量化充磁的励磁涌流抑制装置，装置包括：测量模块，用于测量三相变压器的磁滞曲线；退磁模块，用于基于磁滞曲线，对三相变压器的绕组轮流施加不同极性的电压，使三相变压器的铁心退磁；充磁模块，用于通过将退磁后的三相变压器中的三相绕组分别进行短路、空载运行和施加电压，对退磁后的三相变压器进行充磁，以抑制在三相变压器合闸后，在三相变压器中流经的励磁涌流。

12、根据本公开的实施例，先测量三相变压器的磁滞曲线，再基于磁滞曲线，通过对三相变压器的绕组轮流多次施加不同极性的电压，来对三相变压器进行去磁。然后，对退磁后的三相变压器进行直流充磁，实现对三相变压器的三相绕组的磁通进行精确设置，以便在与该三相变压器连接的三相断路器同时合闸的情况下，三相绕组的磁通能够对在三相变压器中流经的励磁涌流进行抑制。

13、基于此，相比于相关技术中的励磁涌流抑制方法，本公开实施例的励磁涌流抑制方法所需的用于提供电压的电源容量显著减小，即仅使用较少的电能即可实现励磁涌流的抑制，减少了抑制励磁涌流所需 的资源。并且，本公开实施例的励磁涌流抑制方法在简化了合闸操作的情况下，可以显著减少在三相变压器中产生的励磁涌流，提高了电力系统的稳定性和变压器的运行效率。

技术特征：

1.一种基于预去磁和定量化充磁的励磁涌流抑制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不同极性的电压包括正极性电压和负极性电压，所述三相变压器包括第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组；

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述磁滞曲线，对所述第一相绕组轮流施加所述正极性电压和所述负极性电压，直至所述三相变压器的铁心退磁，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预定条件包括正极转换条件和负极转换条件；

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述依次对所述第一相绕组施加所述正极性电压和所述负极性电压，使所述第二相绕组和所述第三相绕组之间磁通相等，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三相变压器包括第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组；

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三相变压器包括第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组；

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述通过将所述第一相绕组进行开路，将所述第二相绕组进行短路，以及对所述第三相绕组施加电压，来测量所述第一相电路的磁滞曲线，包括：

10.一种基于预去磁和定量化充磁的励磁涌流抑制装置，其特征在于，所述装置包括：

技术总结
本公开提供了一种基于预去磁和定量化充磁的励磁涌流抑制方法及装置，可以应用于变压器技术领域。该基于预去磁和定量化充磁的励磁涌流抑制方法包括：测量三相变压器的磁滞曲线；基于磁滞曲线，对三相变压器的绕组轮流施加不同极性的电压，使三相变压器的铁心退磁；通过将退磁后的三相变压器中的三相绕组分别进行短路、空载运行和施加电压，对退磁后的三相变压器进行充磁，以抑制在三相变压器合闸后，在三相变压器中流经的励磁涌流。

技术研发人员：赵晓震,魏君义,郭泽,邢云琪,李奎
受保护的技术使用者：河北工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23