CN114284999B - 一种基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置,包括:采样单元,用于实时检测电网侧和变压器侧的三相电流和电压,且对采样单元组采集的多路采样信号进行迟滞补偿处理,排除电压互感器、电流互感器的角度偏差后将同步信号输出;数据预处理单元,与采样单元连接,采用遗传算法将从采样单元获得的同步信号进行特征提取,计算出电网侧的预期磁通和变压器侧的剩余磁通作为特性信息并输出;数据处理单元,与数据预处理单元连接,根据数据预处理单元输出的特征信息,采用磁量误差技术进行分析,分析出变压器实时开关控制命令,并转换为三相断路器开关控制命令输出。彻底消除励磁涌流,提高变压器运行可靠性,降低电力设备的损害。

Description

一种基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置
技术领域
本发明涉及变压器控制技术领域,特别是涉及一种基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置。
背景技术
由于电力技术的不断发展,伴随着用电区域与电力生产区域不在同一区域,或者是由于局部电力富余或者不足,需要进行远距离输电,而不管是何种操作,甚至是平时的区域电力线路和设备的检修,都需要进行断电处理,而在完成检修等任务后,会进行变压器合闸,而这一过程中,很容易伴随着空载合闸。
变压器空载合闸过程中会产生励磁涌流,容易使得变压器继电保护误操作,也会对变压器设备和电网产生不利的影响。大量二次三次谐波,会增大电磁损耗,形成回流,高次谐波会对电力***敏感设备造成伤害,只是电力***供电质量下降。
通常通过外部措施来削减变压器产生的励磁涌流,外部措施通常包括串联电阻法、减少剩磁法、并联电容器法和改变绕组绕法等。串联电阻的方法简单可行,但功能有限。减少剩磁法、并联电容法以及改变绕组法过于复杂。
因此,需要一种从根本上消除励磁涌流的方法和装置。
发明内容
本发明的目的是提供了一种基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置,有效抑制变压器产生的励磁涌流,提高变压器的使用安全性。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置,包括:
采样单元,用于实时检测电网侧和变压器侧的三相电流和电压,且对采样单元组采集的多路采样信号进行迟滞补偿处理,排除电压互感器、电流互感器的角度偏差后将同步信号输出;
数据预处理单元,与所述采样单元连接,采用遗传算法将从所述采样单元获得的所述同步信号进行特征提取,计算出电网侧的预期磁通和变压器侧的剩余磁通作为特性信息并输出;
数据处理单元,与所述数据预处理单元连接,根据所述数据预处理单元输出的所述特性信息,采用磁量误差技术进行分析,分析出变压器实时开关控制命令,并转换为三相断路器开关控制命令输出。
其中,还包括与所述数据处理单元连接的分相合闸单元,用于根据所述三相断路器开关控制命令对于所述变压器对应的三相断路器通过继电器进行对应控制操作。
其中,还包括与所述数据预处理单元、所述数据处理单元同时连接的存储单元,用于存储所述特性信息、所述三相断路器开关控制命令。
其中,所述存储单元包括第一存储分单元和第二存储分单元,所述第一存储分单元用于存储所述特性信息,所述第二存储分单元用于存储所述三相断路器开关控制命。
其中,所述第一存储分单元包括型号为SDSQUNC-032G-ZN3MN的TF存储卡,U盘、硬盘中的至少一种,所述第二存储分单元包括型号为SDSQUNC-032G-ZN3MN的TF存储卡,U盘、硬盘中的至少一种。
其中,所述数据预处理单元包括型号为EPX10的ARM处理器芯片、51系列单片机中的至少一种。
其中,所述采样单元包括电压互感器、电流互感器,用于实时检测电网侧和变压器侧的三相电流和电压,所述电压互感器用于实时检测电网侧和变压器侧的电压,所述电流互感器用于实时检测电网侧和变压器侧的三相电流。
其中,所述数据处理单元包括型号为DSP TMS320F28335处理器芯片。
其中,还包括与所述分相合闸单元连接的状态指示灯,用于在所述分相合闸单元在预定时长为输出所述述三相断路器开关控制命令对所述继电器进行控制操作后发出指示警告。
其中,还包括与所述分相合闸单元连接的通信模块,用于向外输出所述述三相断路器开关控制命令或接受控制指令。
本发明实施例所提供的基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置,与现有技术相比,具有以下优点:
本发明实施例提供的基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置,实时检测电网侧和变压器侧的三相电流和电压,且对采样单元组采集的多路采样信号进行迟滞补偿处理,排除所述电压互感器、所述电流互感器的角度偏差后将同步信号输出;采用遗传算法将从所述采样单元获得的所述同步信号进行特征提取,计算出电网侧的预期磁通和变压器侧的剩余磁通作为特性信息并输出;根据所述数据预处理单元输出的所述特征信息,采用磁量误差技术进行分析,分析出变压器实时开关控制命令,并转换为三相断路器开关控制命令输出,这样就能够从根本上彻底消除励磁涌流,提高变压器运行可靠性,降低电力设备的损害,结构简单,可以实现自动运行,增加设备较少,使得增加运营成本非常有限,极大地提高了效费比。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置的一种具体实施方式的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置的另一种具体实施方式的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置的再一种具体实施方式的结构示意图。
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。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参考图1-3,图1为本发明实施例提供的基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置的一种具体实施方式的结构示意图;图2为本发明实施例提供的基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置的另一种具体实施方式的结构示意图;图3为本发明实施例提供的基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置的再一种具体实施方式的结构示意图。
在一种具体实施方式中,所述基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置,包括:
采样单元10,用于实时检测电网侧和变压器侧的三相电流和电压,且对采样单元10组采集的多路采样信号进行迟滞补偿处理,排除电压互感器、电流互感器的角度偏差后将同步信号输出;
数据预处理单元20,与所述采样单元10连接,采用遗传算法将从所述采样单元10获得的所述同步信号进行特征提取,计算出电网侧的预期磁通和变压器侧的剩余磁通作为特性信息并输出;
数据处理单元30,与所述数据预处理单元20连接,根据所述数据预处理单元20输出的所述特性信息,采用磁量误差技术进行分析,分析出变压器实时开关控制命令,并转换为三相断路器开关控制命令输出。
实时检测电网侧和变压器侧的三相电流和电压,且对采样单元10组采集的多路采样信号进行迟滞补偿处理,排除所述电压互感器、所述电流互感器的角度偏差后将同步信号输出;采用遗传算法将从所述采样单元10获得的所述同步信号进行特征提取,计算出电网侧的预期磁通和变压器侧的剩余磁通作为特性信息并输出;根据所述数据预处理单元20输出的所述特征信息,采用磁量误差技术进行分析,分析出变压器实时开关控制命令,并转换为三相断路器开关控制命令输出,这样就能够从根本上彻底消除励磁涌流,提高变压器运行可靠性,降低电力设备的损害,结构简单,可以实现自动运行,增加设备较少,使得增加运营成本非常有限,极大地提高了效费比
在本申请中采用数据处理单元30可以直接将三相断路器开关控制命令输出,并进行对应的控制,但是一般由于二者的电信号的电压等属性差别较大,或者其它原因,不会直接进行控制,因此在一个实施例中,所述基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置还包括与所述数据处理单元30同时连接的分相合闸单元40,用于根据所述三相断路器开关控制命令对于所述变压器对应的三相断路器通过继电器进行对应控制操作。
通过分相合闸单元40进行命令转换以及直接控制,控制效率高,控制安全性好。
本申请对于相合闸单元的结构不做限定。
由于在本申请中需要进行大量的运算从而获得控制,在此过程中必然有大量的数据产生,虽然可以直接进行控制,但是如果控制效率不能满足要求,可能会出现无法发现问题或者需要较为繁琐的方式才能获得原始数据。
因此,为了提高管理效率,在一个实施例中,所述基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置还包括与所述数据预处理单元20、所述数据处理单元30连接的存储单元50,用于存储所述特性信息、所述三相断路器开关控制命令。
本申请对于存储单元50的类型以及存储空间以及设置位置等不做限定。
为了进一步提高管理效率,在一个实施例中,所述存储单元50包括第一存储分单元和第二存储分单元,所述第一存储分单元用于存储所述特性信息,所述第二存储分单元用于存储所述三相断路器开关控制命。
通过采用分类存储的方式,提高了管理效率,当然,本领域技术人员还额可以采用将特性信息和三相断路器开关控制命编组的方式进行编组,使得其一一对应,在后续的维护等情况下,能够提高数据使用效率。
本申请中对于存储单元50的类型以及存储空间不做限定,所述第一存储分单元包括型号为SDSQUNC-032G-ZN3MN的TF存储卡,U盘、硬盘中的至少一种,所述第二存储分单元包括型号为SDSQUNC-032G-ZN3MN的TF存储卡,U盘、硬盘中的至少一种,或者其它的存储器,二者的存储类型、存储空间可以相同,也可以不同。
本申请对于数据预处理单元20的结构以及处理器使用芯片等不做限定,工作人员可以根据处理速度等要求选择合适的处理器,所述数据预处理单元20包括型号为EPX10的ARM处理器芯片、51系列单片机中的至少一种,或者其它类型的芯片。
本申请中采用单元用于实时采集电压电流数据,可以分别进行采集,也可以同时进行采集,为了保证采集精确度,一般分别独立次啊及,在一个实施例中,所述采样单元10包括电压互感器、电流互感器,用于实时检测电网侧和变压器侧的三相电流和电压,所述电压互感器用于实时检测电网侧和变压器侧的电压,所述电流互感器用于实时检测电网侧和变压器侧的三相电流。
本申请对于电压互感器、电流互感器的精度以及结构等不做限定。
为了保证数据处理效率,在一个实施例中,所述数据处理单元30包括型号为DSPTMS320F28335处理器芯片。
本申请包括但是不局限于采用上述的DSP TMS320F28335处理器芯片,也可以采用其它的DSP芯片,或者其它的同类型芯片等。
由于在运行过程中可能会出现设备故障,因此为了提高维护的及时性,在一个实施例中,所述基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置还包括与所述分相合闸单元40连接的状态指示灯,用于在所述分相合闸单元40在预定时长为输出所述述三相断路器开关控制命令对所述继电器进行控制操作后发出指示警告。
通过状态指示灯,在超出时长为对继电器进行操作之后发出警告,可以快速通知维护人员进行快速维护,提高了维护效率。
由于在运行过程中,可能由于数据参数错误等原因,或者其它意外情况等,需要远程数据控制或者数据获取,在一个实施例中,所述基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置还包括与所述分相合闸单元40连接的通信模块,用于向外输出所述述三相断路器开关控制命令或接受控制指令。
本申请对于通信模块的结构等不做限定,可以是4F模块、5G模块、WIFI模块等通信模块。
本申请中的基于磁通误差实时估计的变压器分相合闸装置,分相合闸单元40根据数据处理单元30发出的开关命令信号,通过继电器设备,去控制三相断路器,选择特定相角分相进行投切来彻底消除变压器产生的励磁涌流。
利用内部措施可以通过变压器快速合闸技术来抑制励磁涌流,但变压器三相快速合闸时,每一相磁通会有120°的相位差,无法满足每一相都最合适时间合闸,并且三相快速合闸本身就有很大的涌流。本本申请中采用基于磁通误差实时估计的变压器分相合闸装置,能够有效抑制变压器产生的励磁涌流。
综上所述,本发明实施例提供的基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置,实时检测电网侧和变压器侧的三相电流和电压,且对采样单元组采集的多路采样信号进行迟滞补偿处理,排除所述电压互感器、所述电流互感器的角度偏差后将同步信号输出;采用遗传算法将从所述采样单元获得的所述同步信号进行特征提取,计算出电网侧的预期磁通和变压器侧的剩余磁通作为特性信息并输出;根据所述数据预处理单元输出的所述特征信息,采用磁量误差技术进行分析,分析出变压器实时开关控制命令,并转换为三相断路器开关控制命令输出,这样就能够从根本上彻底消除励磁涌流,提高变压器运行可靠性,降低电力设备的损害,结构简单,可以实现自动运行,增加设备较少,使得增加运营成本非常有限,极大地提高了效费比。
以上对本发明所提供的基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置,其特征在于,包括:
采样单元,用于实时检测电网侧和变压器侧的三相电流和电压,且对采样单元组采集的多路采样信号进行迟滞补偿处理,排除电压互感器、电流互感器的角度偏差后将同步信号输出;
数据预处理单元,与所述采样单元连接,采用遗传算法将从所述采样单元获得的所述同步信号进行特征提取,计算出电网侧的预期磁通和变压器侧的剩余磁通作为特性信息并输出;
数据处理单元,与所述数据预处理单元连接,根据所述数据预处理单元输出的所述特性信息,采用磁量误差技术进行分析,分析出变压器实时开关控制命令,并转换为三相断路器开关控制命令输出。
2.如权利要求1所述基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置,其特征在于,还包括与所述数据处理单元连接的分相合闸单元,用于根据所述三相断路器开关控制命令对于所述变压器对应的三相断路器通过继电器进行对应控制操作。
3.如权利要求2所述基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置,其特征在于,还包括与所述数据预处理单元、所述数据处理单元同时连接的存储单元,用于存储所述特性信息、所述三相断路器开关控制命令。
4.如权利要求3所述基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置,其特征在于,所述存储单元包括第一存储分单元和第二存储分单元,所述第一存储分单元用于存储所述特性信息,所述第二存储分单元用于存储所述三相断路器开关控制命。
5.如权利要求4所述基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置,其特征在于,所述第一存储分单元包括型号为SDSQUNC-032G-ZN3MN的TF存储卡,U盘、硬盘中的至少一种,所述第二存储分单元包括型号为SDSQUNC-032G-ZN3MN的TF存储卡,U盘、硬盘中的至少一种。
6.如权利要求5所述基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置,其特征在于,所述数据预处理单元包括型号为EPX10的ARM处理器芯片、51系列单片机中的至少一种。
7.如权利要求6所述基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置,其特征在于,所述采样单元包括电压互感器、电流互感器,用于实时检测电网侧和变压器侧的三相电流和电压,所述电压互感器用于实时检测电网侧和变压器侧的电压,所述电流互感器用于实时检测电网侧和变压器侧的三相电流。
8.如权利要求7所述基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置,其特征在于,所述数据处理单元包括型号为DSP TMS320F28335处理器芯片。
9.如权利要求8所述基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置,其特征在于,还包括与所述分相合闸单元连接的状态指示灯,用于在所述分相合闸单元在预定时长为输出所述三相断路器开关控制命令对所述继电器进行控制操作后发出指示警告。
10.如权利要求9所述基于磁通误差实时估计的变压器分组合闸装置,其特征在于,还包括与所述分相合闸单元连接的通信模块,用于向外输出所述三相断路器开关控制命令或接受控制指令。
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