一种变压器、过电流抑制装置和方法与流程

本发明属于变压器限流，具体涉及一种变压器、过电流抑制装置和方法。

背景技术：

1、随着电网系统用户侧负荷的增长，相应主变输电容量增大，容易出现短路电流增大的问题。另一方面，大量分布式新能源电源的接入，使得电网系统呈弱阻尼特性，这也会造成短路电流增大。由于电网系统通常通过断路器切断短路故障的线路，但随着负荷增加存在断路器开断容量不足，变压器存在抗短路电流冲击不足的问题，影响变压器的可靠性和使用寿命。并且大功率变压器合闸时，浪涌电流很大，特别是合闸在每相相电压过零点处时，合闸涌流最大，合闸涌流可达额定电流的8-10倍，也会对变压器的可靠性和使用寿命造成影响。因此，在不增加电网输电设备容量的前提下，研究限制变压器合闸涌流和短路电流的控制方法对电力系统的安全稳定运行具有重要的意义。

2、现有的限制短路电流的方法是在变压器副边串联限流电抗器，但该方法不具备限制合闸涌流的能力。现有的限制合闸涌流的方法是采用分相控制的断路器，但是该方法不具备限制短路电流的能力。因此，现有技术中的控制装置均无法限制大功率变压器的合闸涌流的同时还能快速限制合闸在短路时的短路电流。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种变压器、过电流抑制装置和方法，用以解决现有技术中的控制装置无法限制大功率变压器的合闸涌流的同时还能快速限制合闸在短路时的短路电流的问题。

2、本发明为解决上述技术问题而提供一种过电流抑制方法，包括：在变压器原边的每相中串联限流电抗器，每相中的限流电抗器并联一个开关；变压器合闸时，首先控制第一相开关合闸，第一相开关合闸完成后，在第一相与第二相之间的线电压的相位角为30度或210度时控制第二相开关合闸；第二相开关合闸完成后，检测变压器原边和副边电流，若原边和/或副边电流超过对应的短路阈值，则不再合闸第三相开关，同时控制其他两相开关分闸，将限流电抗器接入到变压器原边；若原边和副边电流均未超过对应的短路阈值，在第一相与第三相之间的线电压的相位角为30度或210度时控制第三相开关合闸，完成变压器的合闸。

3、进一步地，该方法还包括：在变压器合闸完成后，若检测到变压器副边电流超过副边电流的短路阈值时，控制每相中的开关分闸，将每相中的限流电抗器接入到变压器原边。

4、进一步地，所述限流电抗器的阻抗值为每相限流电抗器上的电压与原边电流对应的短路阈值的比值。

5、进一步地，第二相开关合闸完成后，检测变压器原边和副边电流，当原边和/或副边电流超过对应的短路阈值时，还控制进线断路器分闸。

6、进一步地，第一相为a相，第二相为b相，第三相为c相。

7、上述技术方案的有益效果为：本发明为改进型发明创造，通过在变压器原边三相进线侧的每相中串联限流电抗器，每相中的限流电抗器并联一个开关，当变压器需要合闸时，依次分相合闸每相中的开关，在第一相与第二相、第一相与第三相之间线电压的相位角为30度或210度时对应控制第二相、第三相开关合闸，从而使得完成合闸时两相的相电压均在峰值附近，两相均在各自的电压峰值带电，两相的合闸涌流最小，并且未合闸时由于限流电抗器串联在变压器三相进线中，增加了回路阻抗，变压器的启动电流自然降低，也能减小电流冲击，同时在变压器完成合闸前，也即最后一相开关合闸前，检测变压器原副边电流，当原副边电流发生短路时，终止变压器合闸，并且断开其他两相的开关，重新将限流电抗器接入到三相进线中，从而实现限制变压器合闸浪涌电流的同时又能限制短路电流，避免在变压器受到合闸涌流和短路电流的冲击，提高了变压器的可靠性和使用寿命。

8、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种过电流抑制装置，包括控制器，还包括在变压器原边的每相中串联的限流电抗器，每相中的限流电抗器并联一个开关；控制器用于变压器合闸时，首先控制第一相开关合闸，第一相开关合闸完成后，在第一相与第二相之间的线电压的相位角为30度或210度时控制第二相开关合闸；第二相开关合闸完成后，检测变压器原边和副边电流，如果原边和/或副边电流超过对应的短路阈值，则不再合闸第三相开关，同时控制其他两相开关分闸，将限流电抗器接入到变压器原边；当原边和副边电流均未超过对应的短路阈值时，在第一相与第三相之间的线电压的相位角为30度或210度时控制第三相开关合闸。

9、进一步地，在变压器合闸完成后，若检测到变压器副边电流超过副边电流的短路阈值时，控制每相中的开关分闸，将每相中的限流电抗器接入到变压器原边。

10、进一步地，所述限流电抗器的阻抗值为每相限流电抗器上的电压与原边电流对应的短路阈值的比值。

11、进一步地，第二相开关合闸完成后，检测变压器原边和副边电流，当原边和/或副边电流超过对应的短路阈值时，还控制进线断路器分闸。

12、上述技术方案的有益效果为：本发明为改进型发明创造，通过在变压器三相进线侧的每相中串联限流电抗器，每相中的限流电抗器并联一个开关，当变压器需要合闸时，依次分相合闸每相中的开关，在第一相与第二相、第一相与第三相之间线电压的相位角为30度或210度时对应控制第二相、第三相开关合闸，从而使得完成合闸时两相的相电压均在峰值附近，两相均在各自的电压峰值带电，两相的合闸涌流最小，并且未合闸时由于限流电抗器串联在变压器三相进线中，增加了回路阻抗，变压器的启动电流自然降低，也能减小电流冲击，同时在变压器完成合闸前，也即最后一相开关合闸前，检测变压器原副边电流，当原副边电流超过设定阈值，也即发生短路时，终止变压器合闸，并且断开其他两相的开关，重新将限流电抗器接入到三相进线中，从而实现限制变压器合闸浪涌电流的同时又能限制短路电流，避免在变压器受到合闸涌流和短路电流的冲击，提高了变压器的可靠性和使用寿命。

13、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种变压器，包括变压器本体，还包括过电流抑制装置，所述的过电流抑制装置为上述介绍的一种过电流抑制装置。

14、上述技术方案的有益效果为：本发明为改进型发明创造，在变压器设置过电流抑制装置，该装置包括变压器原边每相中串联的限流电抗器，每相中的限流电抗器并联一个开关，当变压器需要合闸时，依次分相合闸每相中的开关，在第一相与第二相、第一相与第三相之间线电压的相位角为30度或210度时控制第二相、第三相开关合闸，从而使得完成合闸时两相的相电压均在峰值附近，两相均在各自的电压峰值带电，两相的合闸涌流最小，并且未合闸时由于限流电抗器串联在变压器三相进线中，增加了回路阻抗，变压器的启动电流自然降低，也能减小电流冲击，同时在变压器完成合闸前，也即最后一相开关合闸前，检测变压器原副边电流，发生短路时，终止变压器合闸，并且断开其他两相的开关，重新将限流电抗器接入到三相进线中，从而实现限制变压器合闸浪涌电流的同时又能限制短路电流，避免在变压器受到合闸涌流和短路电流的冲击，提高了变压器的可靠性和使用寿命。

技术特征：

1.一种过电流抑制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的过电流抑制方法，其特征在于，该方法还包括：在变压器合闸完成后，若检测到变压器副边电流超过副边电流的短路阈值时，控制每相中的开关分闸，将每相中的限流电抗器接入到变压器原边。

3.根据权利要求1所述的过电流抑制方法，其特征在于，所述限流电抗器的阻抗值为每相限流电抗器上的电压与原边电流对应的短路阈值的比值。

4.根据权利要求1所述的过电流抑制方法，其特征在于，第二相开关合闸完成后，检测变压器原边和副边电流，当原边和/或副边电流超过对应的短路阈值时，还控制进线断路器分闸。

5.根据权利要求1所述的过电流抑制方法，其特征在于，第一相为a相，第二相为b相，第三相为c相。

6.一种过电流抑制装置，包括控制器，其特征在于，还包括在变压器原边的每相中串联的限流电抗器，每相中的限流电抗器并联一个开关；控制器用于变压器合闸时，首先控制第一相开关合闸，第一相开关合闸完成后，在第一相与第二相之间的线电压的相位角为30度或210度时控制第二相开关合闸；第二相开关合闸完成后，检测变压器原边和副边电流，若原边和/或副边电流超过对应的短路阈值，则不再合闸第三相开关，同时控制其他两相开关分闸，将限流电抗器接入到变压器原边；若原边和副边电流均未超过对应的短路阈值，在第一相与第三相之间的线电压的相位角为30度或210度时控制第三相开关合闸。

7.根据权利要求6所述的过电流抑制装置，其特征在于，在变压器合闸完成后，若检测到变压器副边电流超过副边电流的短路阈值时，控制每相中的开关分闸，将每相中的限流电抗器接入到变压器原边。

8.根据权利要求6所述的过电流抑制装置，其特征在于，所述限流电抗器的阻抗值为每相限流电抗器上的电压与原边电流对应的短路阈值的比值。

9.根据权利要求6所述的过电流抑制装置，其特征在于，第二相开关合闸完成后，检测变压器原边和副边电流，当原边和/或副边电流超过对应的短路阈值时，还控制进线断路器分闸。

10.一种变压器，包括变压器本体，其特征在于，还包括过电流抑制装置，所述的过电流抑制装置为权利要求6-9任一项所述的过电流抑制装置。

技术总结
本发明属于变压器限流技术领域，具体涉及一种变压器、过电流抑制装置和方法。该方法包括：在变压器原边的每相中串联限流电抗器，每相中的限流电抗器并联一个开关；首先控制第一相开关合闸，第一相开关合闸完成后，在第一相与第二相之间的线电压的相位角为30度或210度时控制第二相开关合闸；第二相开关合闸完成后，检测变压器原边和副边电流，若原边和/或副边电流超过对应的短路阈值，则不再合闸第三相开关，同时控制其他两相开关分闸，将限流电抗器接入到变压器原边；若原边和副边电流均未超过对应的短路阈值，在第一相与第三相之间的线电压的相位角为30度或210度时控制第三相开关合闸，限制变压器合闸浪涌电流的同时又能限制短路电流。

技术研发人员：李高尚,孟学磊,何青连,李继凯,张振兴,刘宗胜,张子亮,邓轶茗,董意锋,冯新阳,闫鑫,武壮,刘畅,王少波,安闯,张芒
受保护的技术使用者：许继电气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/13