一种以电压互感器中性点电流为动作判据的涌流抑制方法

技术领域

本发明涉及励磁涌流限制方法技术领域，尤其涉及一种以电压互感器中性点电流为动作判据的涌流抑制方法。

背景技术

空载变压器在合闸操作时将会产生较高幅值的励磁涌流，并向电力网中注入各次谐波，引起电流、电压的畸变，可能对电网生产运行产生不利影响，如造成直流闭锁或产生过电压现象等，因此探究限制变压器励磁涌流的措施，对于确保电网可靠运行及相关电网设备安全，具有重要意义。

基于YNy0接法的电压互感器常见为三相三柱式，其在任一瞬间各相磁通以其它两相芯柱为回路，每一相的磁通变化都会对其它两相的磁通分布造成影响，因此，三相三柱式电压互感器选相合闸过程必须同时考虑三相磁通的变化；电压互感器常见的包括有中性点不接地系统和中性点接地系统，其中中性点不接地系统中，YNy0接法变压器组一相合闸不能形成电流回路，至少要合闸两相才能使电路导通；而中性点接地系统中，三个芯式排列在一个平面上，中间相的磁路较短，左右两相的磁路对称，中间相首先合闸，在无剩磁条件下，左右两相的磁通也是对称的，根据这一特性，选择中间相作为首先合闸相，之后再合闸其余两相。针对电压互感器励磁涌流的抑制，其根本就是对中性点电流的抑制，基于此特点，本发明提出了一种以电压互感器中性点电流为动作判据的涌流抑制方法。

发明内容

本发明目的在于提出一种以电压互感器中性点电流为动作判据的涌流抑制方法以便于根据实际应用场景选择最佳励磁涌流抑制策略。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种以电压互感器中性点电流为动作判据的涌流抑制方法，包括以下步骤：

S1、基于YNy0接法的电压互感器，将其划分为中性点不接地系统和中性点接地系统；

S2、针对中性点不接地系统，使用先合闸两相，再合闸第三相的策略进行试验，首先计算得出先合闸两相的磁场强度，利用所得的磁场强度进一步求解得出该合闸策略下A、B、C相的磁通数值；

S3、针对中性点接地系统，使用先合闸中间相，再合闸其余两相的策略进行试验，计算得出此合闸策略下A、B、C相的磁通数值；

S4、将S2、S3中计算所得的磁通数值作为初始剩磁，改变合闸相角多次实验，计算各合闸角对应的合闸后一周期时间内的最大磁通幅值；

S5、基于磁通的计算公式，计算得出磁感应强度的幅值，又根据磁感应强度的计算公式：

磁场强度＝励磁线圈的匝数×励磁电流/有效磁路长度；

其中，励磁线圈的匝数与有效磁路长度不变，进而求解得出电压互感器中性点电流；

S6、依据S5中所得的电压互感器中性点电流的峰值，确定电压互感器三相各自的最佳合闸角，进而总结得出电压互感器的励磁涌流抑制策略；

S7、利用仿真模拟工具分析验证S6中所得的励磁涌流抑制策略的可行性。

优选地，所述S2具体包括以下内容：

S2.1、假设首先合闸相位A、B两相，电压满足

S2.2、结合S2.1中i

S2.3、根据S2.2所得的磁感应强度B随时间的变化规律确定磁滞回线转折点数据，假设A、B两相铁磁材料运行点所在分支轨迹函数为f

S2.4、结合电压表示函数、分支轨迹函数及转折点数据，计算得出A、B相所在的磁滞轨迹分支表达式：

根据非线性方程的数值解法求解方程，计算得出A、B相的磁感应强度，进而得出两相的磁通数值；

S2.5、再将C相合闸，进而计算C相合闸时三相磁通。

优选地，所述S3具体包括以下内容：

S3.1、假设先合闸中间相为A相，计算无剩磁条件下A相的最佳合闸角：

S3.2、A相合闸后，计算A、B、C相的磁通，具体计算公式为：

优选地，S4中所述最大磁通幅值计算公式为：

①中性点不接地系统最大磁通计算公式：

其中，Φ

②中性点接地系统最大磁通计算公式：

其中，t

优选地，所述S6中所使用的仿真模拟工具为PSCAD/EMTDC。

与现有技术相比，本发明提供了一种以电压互感器中性点电流为动作判据的涌流抑制方法，具备以下有益效果：

本发明提出一种以电压互感器中性点电流为动作判据的涌流抑制方法，基于YNy0接法中性点不接地系统和中性点接地系统，对多种应用场景下合闸磁通进行计算分析，确定各相最佳合闸角，进而确定各相最佳合闸角下的中性点电流，根据中性点电流的变化规律，总结归纳有效抑制电压互感器励磁涌流的策略。

附图说明

图1为本发明实施例1中无初始剩磁情况下三相同时合闸策略下合闸磁通示意图；

图2为本发明实施例1中中性点不接地系统无初始剩磁情况下先合闸两相、再合闸第三相策略下合闸电流示意图；

图3为本发明实施例1中中性点不接地系统无初始剩磁情况下先合闸中间相、再合闸另两相策略下合闸电流示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：

请参阅图1-3，一种以电压互感器中性点电流为动作判据的涌流抑制方法，包括以下步骤：

S1、基于YNy0接法的电压互感器，将其划分为中性点不接地系统和中性点接地系统；

S2、针对中性点不接地系统，使用先合闸两相，再合闸第三相的策略进行试验，首先计算得出先合闸两相的磁场强度，利用所得的磁场强度进一步求解得出该合闸策略下A、B、C相的磁通数值(请参阅图1)；具体包括以下内容：

S2.1、假设首先合闸相位A、B两相，电压满足

S2.2、结合S2.1中i

S2.3、根据S2.2所得的磁感应强度B随时间的变化规律确定磁滞回线转折点数据，假设A、B两相铁磁材料运行点所在分支轨迹函数为f

S2.4、结合电压表示函数、分支轨迹函数及转折点数据，计算得出A、B相所在的磁滞轨迹分支表达式：

根据非线性方程的数值解法求解方程，计算得出A、B相的磁感应强度，进而得出两相的磁通数值；

S2.5、再将C相合闸，进而计算C相合闸时三相磁通；

S3、针对中性点接地系统，使用先合闸中间相，再合闸其余两相的策略进行试验，计算得出此合闸策略下A、B、C相的磁通数值；

具体包括以下内容：

S3.1、假设先合闸中间相为A相，计算无剩磁条件下A相的最佳合闸角：

S3.2、A相合闸后，计算A、B、C相的磁通，具体计算公式为：

S4、将S2、S3中计算所得的磁通数值作为初始剩磁，改变合闸相角多次实验，计算各合闸角对应的合闸后一周期时间内的最大磁通幅值；

最大磁通幅值计算公式为：

①中性点不接地系统最大磁通计算公式：

其中，Φ

②中性点接地系统最大磁通计算公式：

其中，t

S5、基于磁通的计算公式，计算得出磁感应强度的幅值，又根据磁感应强度的计算公式：

磁场强度＝励磁线圈的匝数×励磁电流/有效磁路长度；

其中，励磁线圈的匝数与有效磁路长度不变，进而求解得出电压互感器中性点电流(请参阅图2-3)；

S6、依据S5中所得的电压互感器中性点电流的峰值，确定电压互感器三相各自的最佳合闸角，进而总结得出电压互感器的励磁涌流抑制策略；

S7、利用仿真模拟工具PSCAD/EMTDC分析验证S6中所得的励磁涌流抑制策略的可行性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。