專利名稱：相控制開關設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種相控制開關設備，用于控制與輸電系統(tǒng)相連接的斷路器的開/關(斷開/接通)定時，從而保護電抗性負載或電抗器部件例如變壓器、并聯(lián)電抗器、電容器組(CB)和類似的與電力系統(tǒng)連接的部件不受勵磁涌流的損壞，暫態(tài)浪涌電流或類似情況產生在斷路器開/關時，對電抗性負載產生負面影響。具體地說，本發(fā)明涉及配備有基于相的斷開/接通控制器的開關設備，所述控制器的設計是為了通過最優(yōu)地控制斷路器閉合時間將上述暫態(tài)電流盡可能地抑制為最小。
斷路器這樣的開關設備通常配備有斷開/接通時間控制設備，目的是考慮起弧時間和類似的有影響的因素，通過控制斷路器的閉合時間點或定時抑制勵磁涌流、暫態(tài)浪涌電壓或類似情況。
為了更好地理解本發(fā)明，首先詳細描述以前所知的傳統(tǒng)相控制開關設備(斷開/接通時間控制設備)。圖24示出了一種已知的、代表開關設備的斷路器接通/斷開控制設備結構和斷路器觸頭閉合運行中R-、S-和T-相電源電壓和斷路器運行時間的標準波形。順便提及，該設備公開在日本專利申請延遲公開No.156820/1991(JP-A-3-156820)中。
參考圖24，參考數(shù)字10總體表示與接地電勢的中性點Y-連接或接線的變壓器，數(shù)字50總體表示具有內部布置觸頭的滅弧室52a、52b和52c的斷路器。為了使這些觸頭彼此獨立地執(zhí)行開/關(斷開/接通)運行，觸頭配備相應的驅動裝置54a、54b和54c。而且，在圖24中，參考字符72a、72b和72c表示電壓測量裝置，用于分別測量R-、S-和T-相電源電壓，數(shù)字80總體表示為斷路器50提供的基于相的斷開/接通控制器?；谙嗟臄嚅_/接通控制器80包含基準相檢測單元82和運算處理/運行控制單元81。
下面描述斷路器和相控制開關設備的運行。
電壓測量裝置72a、72b和72c分別測量R-、S-和T-相電源電壓，其輸出信號發(fā)送到包含在基于相的斷開/接通控制器80中的基準相檢測單元82。基準相檢測單元82設計成分別檢測R-、S-和T-相電源電壓的零點周期，從而確定充當標準或參考時間點Tstandard的電壓零點。
一旦接收到閉合斷路器50的接通(閉合)命令，構成基于相的斷開/接通控制器80一部分的運算處理/運行控制單元81通過驅動裝置的環(huán)境溫度、其運行力和電壓測量數(shù)據(jù)預測，在算術上確定閉合即接通運行時間tclose和預放電時間tprearc，其中在加上預放電時間tprearc的同時從介于預置R-、S-和T-相閉合(接通)目標時間點Ttarget(例如，電壓峰值90°的電角度)和參考時間點Tstandard之間的時間間隔中減去預測到的閉合運行時間tclose，從而確定運行同步時間間隔tcont。
一旦運行同步時間間隔tcont背離參考參考時間點Tstandard，則基于相的斷開/接通控制器80的運算處理/運行控制單元81分別向單個驅動裝置54a、54b和54c提供閉合即接通信號，從而控制彼此獨立布置在滅弧室52a、52b和52c內的觸頭的閉合即接通運行，使得這些觸頭能以將開關涌流現(xiàn)象或事件(即閉合時出現(xiàn)的涌流)抑制為最小的預定電角度獨立閉合。
通過上述控制程序或順序在電壓峰值處完成的斷路器50的這種閉合即接通運行在很多實際應用中被采納，用于閉合不同的負載裝置和裝置，例如在基本無剩磁通存在且由此有利于抑制或避免控制涌流事件狀態(tài)下的變壓器或并聯(lián)電抗器，也用于在無負載狀態(tài)下閉合電容器組和輸電線，其中通過在電壓零點處閉合斷路器50能抑制開關涌流現(xiàn)象或事件。
綜上所述，顯然，傳統(tǒng)上，在基本無剩余磁通存在的狀態(tài)下完成變壓器、并聯(lián)電抗器或類似裝置的閉合控制，由此在電壓峰值點通過閉合斷路器50抑制觸頭閉合時暫態(tài)產生的開關涌流。但實際上，在變壓器或并聯(lián)電抗器鐵心中一旦存在剩磁通，則在最佳抑制開關涌流事件的閉合時間點運行斷路器50就面臨很大困難，就會產生問題。
根據(jù)上述現(xiàn)有技術狀態(tài)，本發(fā)明的目的是提供一種相控制開關設備，所述設備能通過在基于對變壓器、并聯(lián)電抗器或類似的電抗性負載的每一相所預測的剩磁通所確定的最佳接通即閉合時間點運行或起動斷路器來抑制暫態(tài)開關涌流現(xiàn)象，盡管這些電抗性負載鐵心內存在磁通。另外，應指出，在變壓器、并聯(lián)電抗器或類似的電抗性負載鐵心中存在剩磁通的情況下，能抑制暫態(tài)涌流和類似現(xiàn)象的斷路器的這種接通即閉合控制通常被認為是很困難的。
通過以下說明將使以上以及其他目的變得明顯，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種相控制開關設備，該設備包括斷路器，所述斷路器與連接到Δ-連接或Y-連接的三相電力系統(tǒng)的電抗性負載相連接，Y-連接的中性點直接接地或者不接地，斷路器用于斷開故障電流和流過電抗器負載的負載電流，或者使閉合的電抗器負載接通至激勵其的三相電力系統(tǒng)；電壓測量裝置，用于逐相測量相電壓；電流測量裝置，用于在斷路器輸出側測量內觸頭電流；驅動裝置，用于在逐相的基礎上獨立完成對斷路器觸頭的開/關運行；溫度測量裝置，布置在驅動裝置附近；基準相檢測裝置，用于在逐相的基礎上檢測用于斷路器的驅動裝置的驅動壓力和控制電壓；基準相檢測裝置設計成響應發(fā)送到斷路器的斷開/接通命令，從而分別根據(jù)電壓測量裝置和電流測量裝置測量的電壓值和電流值在斷路器閉合時分別預測相電壓的波形以及在斷路器斷開時分別預測相電流波形的周期性零點；剩磁通預測裝置，用于在在先斷開運行中就在斷開之前分別存儲斷路器的相觸頭的斷開時間點以及各相電流的正/負極性，從而根據(jù)所存儲的內容預測電抗性負載各相中的剩磁通；最佳閉合時間點預測裝置，用于在斷路器各相觸頭閉合時，根據(jù)剩磁通預測裝置所預測的各相中電抗性負載的剩磁通預測每相的最佳閉合電角度，使得斷路器觸頭閉合時出現(xiàn)的涌流的每一個能抑制到最??；以及觸頭閉合運行起動裝置，用于確認斷路器的觸頭閉合運行，使得斷路器的相觸頭能分別以最佳閉合時間點預測裝置所預測和設置的電角度閉合。
在實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式中，剩磁通預測裝置的設計使得在以下前提條件下在通過斷路器的三相電力系統(tǒng)在先的斷開運行中首先斷開的第一相中剩磁通為零，斷開隨后將要斷開的第二相時，相對于第一斷開相相位滯后60°(1/6周期)，且在斷開之前第一相電流為正極性，在斷開之前第二相電流的極性為負，然后作出決定，使得第二斷開相中的剩磁通為負(例如-90％的剩磁通)，而在將最后斷開的第三相電流斷開時，相對于第二相電流相位滯后60°(1/6周期)，就在斷開之前第二相電流為負極性，就在斷開之前第三相電流的極性為正，然后作出決定，使得第三斷開相中的剩磁通為正(例如90％的剩磁通)，反之在這樣的前提條件下在通過斷路器的三相電力系統(tǒng)在先的斷開運行中首先斷開的第一相中剩磁通為零，當斷開隨后將要斷開的第二相電流時，相對于第一相電流相位滯后60°(1/6周期)，且在斷開之前第一相電流為負極性，在斷開之前第二相電流的極性為正，然后作出決定，使得第二斷開相中的剩磁通為正(例如90％的剩磁通)，而在將最后斷開的第三相電流斷開時，相對于第二相電流相位滯后60°(1/6周期)，就在斷開之前第二相電流為正極性，就在斷開之前第三相電流的極性為負，然后作出決定，使得第三斷開相中的剩磁通為負(例如-90％的剩磁通)。
在實現(xiàn)本發(fā)明的另一個最佳方式中，剩磁通預測裝置的設計使得以下前提條件下在三相電力系統(tǒng)在先的斷開運行中首先斷開的第一相中剩磁通為零，當斷開隨后將要斷開的第二相時，相對于第一相相位滯后120°(1/3周期)，且在斷開之前第一相電流為正極性，在斷開之前第二相電流的極性為正，然后作出決定，使得第二斷開相中的剩磁通為負(例如-90％的剩磁通)，而在將最后斷開的第三相電流斷開時，相對于第二相電流相位滯后120°(1/3周期)，就在斷開之前第二相電流為正極性，就在斷開之前第三相電流的極性為正，然后作出決定，使得第三斷開相中的剩磁通為正(例如90％的剩磁通)，反之在這樣的前提條件下在在先的斷開運行中首先斷開的第一相中剩磁通為零，當斷開隨后將要斷開的第二相電流時，相對于第一相電流相位滯后120°(1/3周期)，且在斷開之前第一相電流為負極性，在斷開之前第二相電流的極性為負，然后作出決定，使得第二斷開相中的剩磁通極性為正(例如90％的剩磁通)，而在將最后斷開的第三相電流斷開時，相對于第二相電流相位滯后120°(1/3周期)，就在斷開之前第二相電流為負極性，就在斷開之前第三相電流的極性為負，然后作出決定，使得第三斷開相中的剩磁通為負(例如-90％的剩磁通)。
在實現(xiàn)本發(fā)明的另一最佳方式中，剩磁通預測裝置設計成將被分別提前輸入正負極性的剩磁通絕對值。
在實現(xiàn)本發(fā)明的另一最佳方式中，剩磁通預測裝置設計成使得正負極性的剩磁通絕對值均設為80％至90％范圍內的一個值，當斷路器閉合運行時出現(xiàn)的涌流值大于期望值時，增大或減小正負極性剩磁通的預定值，使得涌流能大致為期望值。
在實現(xiàn)本發(fā)明的另一最佳方式中，最佳閉合時間點預測裝置設計成在用于電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的相中剩磁通分別為零、負和正這樣的預測結果的基礎上，最佳閉合時間點預測裝置預測相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得在各自剩磁通的基礎上根據(jù)相應的電角度，能通過分別為將被閉合的第一和第二相所設置閉合時間點，同時把將被閉合的第三相的閉合時間點設置在與第一和第二相的閉合時間點相同的一個時間點或者在后面的一個時間點將相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小。
在實現(xiàn)本發(fā)明的另一最佳方式中，最佳閉合時間點預測裝置設計成在用于Y-連接且中性點直接接地的電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的第一斷開相的剩磁通為零、第二斷開相的剩磁通為負、第三斷開相的剩磁通為正這樣的預測結果的基礎上，最佳閉合時間點預測裝置分別預測相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得能通過將剩磁通為零的相(第一斷開相)設為將被閉合的第一相，同時將剩磁通為正的相設為將被閉合的第二相，將剩磁通為負的相設為將被閉合的第三相而將相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把將被閉合的剩磁通為零的第一相的閉合時間點設在90度電角度(電壓峰值)附近，或者為60至120度(電壓峰值)范圍內的一個電角度，同時把將被閉合的剩磁通為正的第二相的閉合時間點設在75電角度附近，或者在60至90度范圍內的一個電角度，其中把將被閉合的剩磁通為負的第三相的閉合時間點設為與第二相的閉合時間點相同的一個時間點或者后面的一個時間點。
在實現(xiàn)本發(fā)明的再一個最佳方式中，最佳閉合時間點預測裝置應最好這樣設計在用于Y-連接且中性點直接接地的電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的第一斷開相的剩磁通為零、第二斷開相的剩磁通為負、第三斷開相的剩磁通為正這樣的預測結果的基礎上，最佳閉合時間點預測裝置分別預測相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得能通過將剩磁通為零的相(第一斷開相)設為將被閉合的第一相，同時將剩磁通為負的相設為將被閉合的第二相，將剩磁通為正的相設為將被閉合的第三相而將相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中將被閉合的剩磁通為零的第一相的閉合時間點設在90度電角度(電壓峰值)附近，或者為60至120度(電壓峰值)范圍內的一個電角度附近，同時將被閉合的剩磁通為負的第二相的閉合時間點設在315電角度附近，或者在300至330度范圍內的一個電角度，其中將被閉合的剩磁通為正的第三相的閉合時間點設為與第二相的閉合時間點相同的一個時間點或者后面的一個時間點。
在實現(xiàn)本發(fā)明的另一個方式中，最佳閉合時間點預測裝置設計成在用于Y-連接且中性點直接接地的電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的第一斷開相的剩磁通為零、第二斷開相的剩磁通為正、第三斷開相的剩磁通為負這樣的預測結果的基礎上，最佳閉合時間點預測裝置分別預測相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得能通過將剩磁通為零的相設為將被閉合的第一相，同時將剩磁通為正的相設為將被閉合的第二相，將剩磁通為負的相設為將被閉合的第三相將相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中將被閉合的剩磁通為零的第一相的閉合時間點設在90度電角度(電壓峰值)附近，或者為60至120度(電壓峰值)范圍內的一個電角度，而將被閉合的剩磁通為正的第二相的閉合時間點設在280度電角度附近，或者在260至300度范圍內的一個電角度，其中將被閉合的剩磁通為負的第三相的閉合時間點設為與第二相的閉合時間點相同的一個時間點或者后面的一個時間點。
在實現(xiàn)本發(fā)明的另一個方式中，最佳閉合時間點預測裝置設計成在用于Y-連接且中性點直接接地的電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的第一斷開相的剩磁通為零、第二斷開相的剩磁通為正、第三斷開相的剩磁通為負這樣的預測結果的基礎上，最佳閉合時間點預測裝置分別預測相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得能通過將剩磁通為零的相設為將被閉合的第一相，同時將剩磁通為正的相設為將被閉合的第二相、將剩磁通為負的相設為將被閉合的第三相將相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中將被閉合的剩磁通為零的第一相的閉合時間點設在90度電角度(電壓峰值)附近，或者為60至120度(電壓峰值)范圍內的一個電角度，而將被閉合的剩磁通為正的第二相的閉合時間點設在280度電角度附近，或者在260至300度范圍內的一個電角度，其中將被閉合的剩磁通為負的第三相的閉合時間點設為與第二相的閉合時間點相同的一個時間點或者后面的一個時間點。
在實現(xiàn)本發(fā)明的另一個方式中，最佳閉合時間點預測裝置設計成在用于Y-連接且中性點直接接地的電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的第一斷開相的剩磁通為零、第二斷開相的剩磁通為正、第三斷開相的剩磁通為負這樣的預測結果的基礎上，最佳閉合時間點預測裝置分別預測相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得能通過將剩磁通為零的相設為將被閉合的第一相，同時將剩磁通為負的相設為將被閉合的第二相、將剩磁通為正的相設為將被閉合的第三相將相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中將被閉合的剩磁通為零的第一相的閉合時間點設在90度電角度(電壓峰值)附近，或者為60至120度(電壓峰值)范圍內的一個電角度，而將被閉合的剩磁通為負的第二相的閉合時間點設在40度電角度附近，或者在20至60度范圍內的一個電角度，其中將被閉合的剩磁通為正的第三相的閉合時間點設為與第二相的閉合時間點相同的一個時間點或者后面的一個時間點。
通過上述相控制開關設備的結構，通過考慮在預測的變壓器10、并聯(lián)電抗器或類似的電抗性負載中剩磁通的基礎上確定的各相中的剩磁通，能在最佳時間閉合斷路器50的觸頭，從而能有利地將斷路器觸頭閉合運行時出現(xiàn)的暫態(tài)涌流或類似現(xiàn)象抑制到最小。
通過結合附圖閱讀以舉例方式描述的最佳實施例可以更容易地理解本發(fā)明的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點。
以下對附圖進行說明，附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的相控制開關設備結構的示意圖和三相電源的相電壓和電流波形以及連接到其上的變壓器中的磁通變化波形，示出了控制設備的整體運行；圖2是三相電源的相電壓和電流波形以及連接到其上的變壓器中的磁通變化波形圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的相控制開關設備的第一運行模式；圖3視圖與圖2類似，示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的相控制開關設備的第二運行模式；圖4視圖與圖2類似，示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的相控制開關設備的第三運行模式；圖5視圖與圖2類似，示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的相控制開關設備的第四運行模式；圖6示出了在本發(fā)明第一實施例所述的相控制開關設備中生效的斷路器觸頭閉合目標點視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的相控制開關設備結構的示意圖和三相電源的相電壓和電流波形以及連接到其上的變壓器中的磁通變化波形，示出了控制設備的整體運行；圖8是三相電源的相電壓和電流波形以及連接到其上的變壓器中的磁通變化波形圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的相控制開關設備的第一運行模式；圖9視圖與圖8類似，示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的相控制開關設備的第二運行模式；圖10視圖與圖8類似，示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的相控制開關設備的第三運行模式；圖11視圖與圖8類似，示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的相控制開關設備的第四運行模式；圖12示出了在本發(fā)明第二實施例所述的相控制開關設備中生效的斷路器觸頭閉合目標點視圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的相控制開關設備結構的示意圖和三相電源的相電壓和電流波形以及連接到其上的變壓器中的磁通變化波形，示出了控制設備的整體運行，圖14是三相電源的相電壓和電流波形以及連接到其上的變壓器中的磁通變化波形圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的相控制開關設備的第一運行模式；圖15視圖與圖14類似，示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的相控制開關設備的第二運行模式；圖16視圖與圖14類似，示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的相控制開關設備的第三運行模式；圖17視圖與圖14類似，示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的相控制開關設備的第四運行模式；圖18示出了在本發(fā)明第三實施例所述的相控制開關設備中生效的斷路器觸頭閉合目標點視圖；圖19是三相電源的相電壓和電流波形以及連接到其上的變壓器中的磁通變化波形圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的相控制開關設備的第一運行模式；圖20視圖與圖19類似，示出了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的相控制開關設備的第二運行模式；圖21視圖與圖19類似，示出了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的相控制開關設備的第三運行模式；圖22視圖與圖19類似，示出了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的相控制開關設備的第四運行模式；圖23示出了在本發(fā)明第四實施例所述的相控制開關設備中生效的斷路器觸頭閉合目標點視圖；圖24是傳統(tǒng)相控制開關設備結構的示意圖，以及三相電源的相電壓和電流波形以及連接到其上的變壓器中的磁通變化波形圖，示出了傳統(tǒng)設備的運行。
下面結合附圖詳細描述本發(fā)明的最佳實施例。在以下的說明中，附圖中相同的參考數(shù)字或字符表示相同或相應的部分。
實施例1現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明第一實施例所述的相控制開關設備。圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例所述的相控制開關設備的示意性結構圖以及電源電壓、電流和R-、S-和T-相中磁通變化波形，其中斷路器50設計成用于開關變壓器10或Δ-連接的并聯(lián)電抗器。
圖1中，參考數(shù)字10表示具有Δ-連接的初級繞組和次級繞組的變壓器，數(shù)字50整體表示斷路器(也可以稱為斷路器或簡寫為CB)，斷路器用于斷開R-、S-和T-相電源且具有內部分別容納觸頭的滅弧室52a、52b和52c。為了使這些觸頭彼此獨立地完成接通/斷開(打開/閉合)運行，設有分別與這些觸頭相關聯(lián)的獨立運行的驅動裝置54a、54b和54c。
而且，在圖1中，參考字符72a、72b和72c表示電壓測量裝置，分別測量R-、S-和T-相電源電壓，74a、74b和74c表示電流測量裝置，用于分別測量R-、S-和T-相電流，數(shù)字80A整體表示斷路器50的基于相的斷開/接通控制器80A。根據(jù)本發(fā)明當前實施例的基于相的斷開/接通控制器80A包括標準或基準相檢測單元82，剩磁通檢測單元83和運算處理/運行控制單元8。
下面描述根據(jù)本發(fā)明當前實施例的相控制開關設備的運行。
在斷路器50閉合的狀態(tài)下，分別通過電壓測量裝置72a、72b和72c獨立測量R-、S-和T-相電壓、而且，在斷路器50閉合的狀態(tài)下，分別通過電流測量裝置74a、 74b和74c獨立測量R-、S-和T-相電流。將表示測量結果的信號分別提供給基準相檢測單元82和剩磁通檢測單元83，這兩個單元構成了基于相的斷開/接通控制器80A的主要組成部分。
如圖1所示，在R-、S-和T-相中的每一相中，磁通相對于電源電壓呈現(xiàn)出90°的相位滯后。而且，能看出在電流到達峰值的時刻，磁通也呈現(xiàn)最大值。
當分別容納在滅弧室52a、52b和52c中的單個觸頭響應發(fā)送到斷路器50的觸頭打開命令而被打開時，R-、S-和T-相電流中每個電流在1/6周期后到達電流零點。以這種方式，以R-相、S-相和T-相的順序在圖1中所示的各相電流斷開點斷開相電流。
在這個時刻，假定斷開第一相例如圖示情況中的R-相電流。然后，R-相的磁通仍然在Δ-連接的變壓器10的鐵心內繼續(xù)周期性變化，與斷開前的周期性變化相似，原因是剩下的兩個相電流的電流路徑在該時間點仍然是有效的。
接著，第二相電流例如圖示情況下的T-相電流被斷開。不過，就在斷開運行之前，與T-相電流極性相同的磁通將作為剩磁通保持有效。在T-相的情況下，就在被斷開之前電流極性為負(-)。因此，剩磁通呈現(xiàn)負極性。
最后，當?shù)谌嚯娏骼缭搶嵤├械腟-相電流被斷開時，就在斷開之前與S-相電流極性相同的磁通作為剩磁通繼續(xù)存在。更具體地說，因為斷開時S-相電流的極性為正，所以正(+)極性的磁通留作剩磁通。在該時間點，首先斷開的相即R-相磁通的變化磁通將自己調整在零磁通狀態(tài)。
以這種方式，對于留在Δ-連接的變壓器10的鐵心中的磁通來說，能根據(jù)相電流被斷開的相序以及就在斷開之前通過包含在基于相的斷開/接通控制器80A中的基準相檢測單元82和剩磁通檢測單元83測量的相電流極性檢測磁通的屬性即正(+)、負(-)極性及其零狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明第一實施例的基于相的斷開/接通控制器80A的基準相檢測單元82和剩磁通控測單元83設計成運行如下。即，將在先斷開運行中首先斷開的第一相中的剩磁通判定為零。在這個前提條件下，當檢測到隨后將斷開的第二相電流相對于第一相電流相位滯后60°(1/6周期)被斷開時，且當檢測到就在第一相電流斷開之前其極性為正、就在第二相電流斷開之前其極性為負(-)時，則判定第二斷開相中的剩磁通極性為負(例如剩磁通為-90％)。此外，當檢測到最后斷開的第三相電流相對于第二相電流相位滯后60°(1/6周期)被斷開時，且當檢測到就在第二相電流斷開之前其極性為負、就在第三相電流斷開之前其極性為正(+)時，則判定第三斷開相中的剩磁通極性為正(例如剩磁通為90％)。
相反，在將在先斷開運行中首先斷開的第一相中的剩磁通判定為零的前提條件下，當檢測到隨后將斷開的第二相電流相對于第一相電流相位滯后60°(1/6周期)被斷開時，且當檢測到就在第一相電流斷開之前其極性為負(-)、就在第二相電流斷開之前其極性為正(+)時，則判定第二斷開相中的剩磁通極性為正(例如剩磁通為90％)。此外，當檢測到最后斷開的第三相電流相對于第二相電流相位滯后60°(1/6周期)被斷開時，且當檢測到就在第二相電流斷開之前其極性為正、就在第三相電流斷開之前其極性為負時，則判定第三斷開相中的剩磁通極性為負(例如剩磁通為-90％)。
或者，在將在先斷開運行中首先斷開的第一相中的剩磁通判定為零的前提條件下，當檢測到隨后將斷開的第二相電流相對于第一相電流相位滯后120°(1/3周期)被斷開時，且當檢測到就在第一相電流斷開之前其極性為正、就在第二相電流斷開之前其極性也為正(+)時，則判定第二斷開相中的剩磁通極性為負(例如剩磁通為-90％)。此外，當檢測到最后斷開的第三相電流相對于第二相電流相位滯后120°(1/3周期)被斷開時，且當檢測到就在第二相電流斷開之前其極性為正、就在第三相電流斷開之前其極性也為正(+)時，則判定第三斷開相中的剩磁通極性為正(例如剩磁通為90％)。
另一方面，在將在先斷開運行中首先斷開的第一相中的剩磁通判定為零的前提條件下，當檢測到隨后將斷開的第二相電流相對于第一相電流相位滯后120°(1/3周期)被斷開時，且當檢測到就在第一相電流斷開之前其極性為負(-)、就在第二相電流斷開之前其極性為負(-)時，則判定第二斷開相中的剩磁通極性為正(例如剩磁通為90％)。此外，當檢測到最后斷開的第三相電流相對于第二相電流相位滯后120°(1/3周期)被斷開時，且當檢測到就在第二相電流斷開之前其極性為負、就在第三相電流斷開之前其極性也為負時，則判定第三斷開相中的剩磁通極性為負(例如剩磁通為-90％)。
從以上明顯看出，當在Δ-連接的變壓器10的鐵心中存在剩磁通時，能將開關涌流抑制到最小的每相最佳閉合(接通)角根據(jù)各相中剩磁通值和對各相分別執(zhí)行閉合或接通運行的順序而不同。但是，在所有情況下，能明確地確定最佳閉合(接通)角。
更具體地說，在正負極性的剩磁通繼續(xù)存在的情況下，可以通過經驗或實驗提前確定其值，使得能在剩磁通的極性為正(+)時將剩磁通值設定為例如80％，而當磁通極性為負(-)時將其設定為-80％。此外，就所知道的正負極性的剩磁通的絕對值，能根據(jù)分別由電流測量裝置74a、74b和74c實際檢測到的電流性通過前面描述的順序預測各相剩磁通的極性和零點。因此，能確定每相的最佳閉合或接通角。
另一方面，在剩磁通的絕對值未知的情況下，在剩磁通為正極性(+)的情況下可以暫時將剩磁通設定為80％，而當磁通極性為負(-)時將其設定為-80％，其中通過電流測量裝置74a、74b和74c分別測量在觸頭閉合控制時出現(xiàn)在各相中的沖擊電流。當沖擊電流值大于期望的沖擊電壓電平時，則可以通過基于相的斷開/接通控制器80A增大或減小剩磁通的絕對值來降低沖擊電壓電平。
更具體地說，各相的閉合(接通)目標時間點Ttarget可以通過圖6中表1所示的表來設定。從表中可以看出，在從剩磁通為正(例如k％)的相開始閉合或接通運行的情況下，將該第一相的閉合(接通)目標時間點設為與第二相(即其次將被閉合的相)的閉合時間點相同或在其前面的一個時間點，而對于剩磁通為負(例如-k％)的相的閉合或接通運行，該第二相的閉合或接通目標時間點設在30°-cos-1(k/100)的電角度或者在其附近(例如，在從上述電角度開始±30°內)。最后，閉合剩磁通為零的第三相。在那種情況下，在從第二相閉合開始過去(363/360-169k/3600)周期后，將該第三相的接通目標時間點設為(89+3k/20)°的電角度或者在其附近(例如，在從上述電角度開始±30°內)。
作為設置閉合或接通目標時間點Ttarget的另一種方法，采用以下過程。即，當從剩磁通為正(例如k％)的相開始閉合或接通運行時，將該第一相的閉合或接通目標時間點設為與第二相的閉合或接通時間點相同或在其前面的一個時間點，而對于剩磁通為零的相的閉合或接通運行，該第二相的閉合或接通目標時間點設在60°電角度或者在其附近(例如，在從上述電角度開始±30°內)。最后，閉合剩磁通為負(例如-k％)的第三相。在那種情況下，在從第二相閉合開始過去(-26/360+7k/7200)周期后，將該第三相的接通目標時間點設為(274+7k/20)°的電角度或者在其附近(例如，在從上述電角度開始±30°內)。
作為設置閉合或接通目標時間點Ttarget的另一種方法，采用以下過程。即，當從剩磁通為零的相開始閉合或接通運行時，將該第一相的閉合或接通目標時間點設為與第二相的閉合或接通時間點相同或在其前面的一個時間點，而對于剩磁通極性為負(例如-k％)的相的接通運行，該第二相的接通目標時間點設在(146+46k/25)°電角度或者在其附近(例如，在從上述電角度開始±30°內)。最后，閉合剩磁通極性為正(例如k％)的第三相。在從第二相閉合開始過去(132/360-134k/3600)周期后，將該第三相的閉合或接通目標時間點設為(375-195k/100)°的電角度或者在其附近(例如，在從上述電角度開始±30°內)。
運行中，當發(fā)送閉合斷路器50的閉合(接通)命令時，分別通過電壓測量裝置72a、72b和72c測量R-、S-和T-相電源電壓，其輸出信號提供給包含在基于相的斷開/接通控制器80A中的基準相檢測單元82?；鶞氏鄼z測單元82用于分別檢測R-、S-和T-相電源電壓的零點周期，從而確定用作各相觸頭接通運行的標準或參考時間點Tstandard的電壓零點。
另一方面，包含在基于相的斷開/接通控制器80A中的運算處理/運行控制單元81從算術上確定斷路器觸頭閉合運行時間tclose和根據(jù)分別與驅動設備54a、54b和54c的環(huán)境溫度、其操縱力以及相關控制電壓有關的測量數(shù)據(jù)所預測的預起弧時間tprearc，其中從插在預設R-、S-和T-相閉合(接通)目標時間點Ttarget和參考時間點Tstandard之間的時間間隔中減去預測的閉合運行時間tclose同時加上預起弧時間tprearc，從而確定運行同步時間間隔tcont。
一旦從參考時間點Tstandard過去確定的運行同步時間間隔tcont，則基于相的斷開/接通控制器80A的運算處理/運行控制單元81分別向各驅動設備54a、54b和54c提供閉合或接通信號，從而控制彼此獨立布置在滅弧室52a、52b和52c中的觸頭的觸頭接通運行，使得這些觸頭每個都能以能將開關涌流現(xiàn)象或事件(閉合運行時出現(xiàn)的涌流事件)抑制到最小的預定電角度獨立閉合。
圖2示出了在將被閉合的第一相是剩磁通為零的S-相且剩磁通為100％的前提條件下，當分別提供給變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物各相的斷路器50的觸頭在根據(jù)本發(fā)明當前實施例的基于相的斷開/接通控制器80A的控制下獨立閉合時，斷路器50的電壓和電流以及Δ-連接的變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物的磁通變化。
從圖2可以看出，通過斷路器50在30°的電角度閉合作為第一相的剩磁通為負極性的R-相，而在150°的電角度閉合剩磁通為正極性的第二相即T-相，最后，從第一和/或第二相的接通或閉合運行開始過去10.8ms(50Hz)之后在104°電角度處通過斷路器50對第三相即剩磁通為零的S-相執(zhí)行觸頭接通運行，從而能有效抑制否則將流入變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物中的沖擊電流。
圖3示出了在將被閉合的第一相是剩磁通為負極性的R-相的前提條件下，當分別提供給Δ-連接的變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物各相的斷路器50的觸頭在根據(jù)本發(fā)明當前實施例的基于相的斷開/接通控制器80A的控制下獨立閉合時，斷路器50的電壓和電流的變化以及Δ-連接的變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物的磁通變化。
從圖3可以看出，通過斷路器50在300°的電角度閉合作為第一相的剩磁通為正極性的T-相，而在60°的電角度閉合剩磁通為零的第二相即S-相，最后，從第一和第二相的閉合開始過去7.2ms(50Hz)之后在309°電角度處通過斷路器50閉合剩磁通為零的R-相。以這種方式，能抑制否則將流入變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物中沖擊電流。
圖4示出了在將被閉合的第一相是剩磁通為正極性的T-相的前提條件下，當分別提供給Δ-連接的變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物各相的斷路器50的觸頭在根據(jù)本發(fā)明當前實施例的基于相的斷開/接通控制器80A的控制下獨立閉合時，斷路器50的電壓和電流的變化以及Δ-連接的變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物的磁通變化。
從圖4可以看出，通過斷路器50在330°的電角度閉合作為第一相的剩磁通為負極性的R-相，而在210°的電角度閉合剩磁通為零的S-相，最后，從第一和第二相的閉合開始過去1.9ms(50Hz)之后在124°電角度處通過斷路器50對剩磁通為零的T-相執(zhí)行閉合或接通運行。以這種方式，同樣能抑制否則將流入變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物中的沖擊電流。
在該時刻，應當指出在以上通過舉例描述的相閉合順序中，僅用于第二和第三相中的其中一相的閉合時間點的控制足以實現(xiàn)基本相同的涌流抑制效果。在那種情況下，可以在給定的時間點閉合第二和第三相中的另一相。換言之，不總是需要同時閉合第二相和第三相。
圖5示出了當分別提供給變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物各相的斷路器50的觸頭在根據(jù)本發(fā)明第一實施例的基于相的斷開/接通控制器80A的控制下同時閉合時，斷路器50的電壓和電流 以及Δ-連接的變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物的磁通變化。
從圖5可以看出，所有三相同時閉合，即剩磁通為零的S-相在240°的電角度處閉合，剩磁通為正的T-相在120°的電角度處閉合，剩磁通為負的R-相在零電角度處閉合，從而能抑制否則將流入變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物中的沖擊電流。
實施例2接著，參考附圖描述本發(fā)明第二實施例所述的相控制開關設備。圖7示出了用于開關本發(fā)明第二實施例Y-連接的變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物的斷路器50的相控制開關設備結構以及各相中電源電壓、電流和磁通變化，其中變壓器10的初級繞組和次級繞組的中性點都接地。
參考圖7，由10總體表示的Y-連接的變壓器具有初級繞組和次級繞組，初級繞組和次級繞組的中性點接地電勢。斷路器50包括滅弧室52a、52b和52c，在滅弧室52a、52b和52c內容納斷路器觸頭。為了實現(xiàn)這些觸頭彼此獨立的打開/閉合(斷開/接通)運行，分別提供與觸頭相關聯(lián)的驅動裝置54a、54b和54c。而且，在圖7中，參考字符72a、72b和72c表示測量各個R-、S-和T-相線路的相電壓的電壓測量裝置，參考數(shù)字74a、74b和74c表示分別測量R-、S-和T-相電流的電流測量裝置或變換器，數(shù)字80B總體表示與斷路器50結合設置的基于相的斷開/接通控制器?；谙嗟臄嚅_/接通控制器80B包括基準相檢測單元82、剩磁通檢測單元83和運算處理/運行控制單元81。另外，根據(jù)本發(fā)明該實施例的基于相的斷開/接通控制器80B的結構實質上與前文所述本發(fā)明第一實施例的基于相的斷開/接通控制器80A的結構相同。
下面描述本發(fā)明第二實施例所述的相控制開關設備的運行。
在斷路器50的觸頭閉合的狀態(tài)下，分別通過電壓測量裝置72a、72b和72c獨立測量R-、S-和T-相。而且，在斷路器觸頭閉合的狀態(tài)下，分別通過電流測量變換器74a、74b和74c測量R-、S-和T-相。這些測量裝置的輸出分別提供給基于相的斷開/接通控制器80B的基準相檢測單元82和剩磁通檢測單元83。
如圖7所示，在R-、S-和T-相的每一相中，磁通相對于電源電壓呈現(xiàn)90°的相位滯后。進一步可以看出，在相電流達到峰值的時刻，磁通也呈現(xiàn)最大值。
當分別容納在滅弧室52a、52b和52c內的各個斷路器觸頭響應發(fā)送到斷路器50的觸頭打開命令而被打開時，R-、S-和T-相電流的每一個都在過去1/6周期后達到電流零點。以這種方式，以R-相、S-相和T-相的順序在圖7中所示的各相電流斷開點斷開相電流。
在這個時刻，假定斷開第一相電流例如圖示情況中的R-相電流。然后，R-相的磁通仍然在Y-連接的變壓器10的鐵心內繼續(xù)周期性變化，與斷開前的周期性變化相似，原因是剩下的兩個相電流的電流路徑在該時間點仍然是有效的。接著，第二相電流例如圖示情況下的T-相電流被斷開。不過，就在斷開運行之前，與T-相電流極性相同的磁通將作為剩磁通保持有效。在T-相的情況下，就在被斷開之前電流極性為負(-)。因此，剩磁通呈現(xiàn)負極性。
最后，當?shù)谌嚯娏骼缭搶嵤├械腟-相電流被斷開時，就在斷開之前與S-相電流極性相同的磁通作為剩磁通繼續(xù)存在。更具體地說，因為斷開時S-相電流的極性為正，所以正(+)極性的磁通留作剩磁通。在該時間點，首先斷開的相即R-相磁通的變化磁通將自己調整在零磁通狀態(tài)。
以這種方式，對于留在Y-連接的變壓器10的鐵心中的磁通來說，能根據(jù)相電流被斷開的相序以及就在斷開之前通過包含在基于相的斷開/接通控制器80B中的基準相檢測單元82和剩磁通檢測單元83測量的相電流極性檢測磁通的屬性例如正(+)、負(-)極性及零狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明該實施例的基于相的斷開/接通控制器80B的基準相檢測單元82和剩磁通檢測單元83設計成運行如下。即，將在先斷開運行中首先斷開的第一相中的剩磁通判定為零。而且，當檢測到隨后將斷開的第二相電流相對于第一相電流相位滯后60°(1/6周期)被斷開時，且當檢測到就在第一相電流斷開之前其極性為正、就在第二相電流斷開之前其極性為負(-)時，則判定第二斷開相中的剩磁通極性為負(例如剩磁通為-90％)。此外，當檢測到最后斷開的第三相電流相對于第二相電流相位滯后60°(1/6周期)被斷開時，且當檢測到就在第二相電流斷開之前其極性為負、就在第三相電流斷開之前其極性為正(+)時，則判定第三斷開相中的剩磁通極性為正(例如剩磁通為90％)。
相反，在將在先斷開運行中首先斷開的第一相中的剩磁通判定為零的前提條件下，隨后將斷開的第二相電流可以相對于第一相電流相位滯后60°(1/6周期)被斷開。
在該時刻，當檢測到就在第一相電流斷開之前其極性為負(-)、就在第二相電流斷開之前其極性為正(+)時，則判定第二斷開相中的剩磁通極性為正(例如剩磁通為90％)。此外，當檢測到最后斷開的第三相電流相對于第二相電流相位滯后60°(1/6周期)被斷開時，且當檢測到就在第二相電流斷開之前其極性為正、就在第三相電流斷開之前其極性為負時，則判定第三斷開相中的剩磁通極性為負(例如剩磁通為-90％)。
或者，在將在先斷開運行中首先斷開的第一相中的剩磁通判定為零的前提條件下，當檢測到隨后將斷開的第二相電流相對于第一相電流相位滯后120°(1/3周期)被斷開時，且當檢測到就在第一相電流斷開之前其極性為正、就在第二相電流斷開之前其極性也為正(+)時，則判定第二斷開相中的剩磁通極性為負(例如剩磁通為-90％)。此外，當檢測到最后斷開的第三相電流相對于第二相電流相位滯后120°(1/3周期)被斷開時，且當檢測到就在第二相電流斷開之前其極性為正、就在第三相電流斷開之前其極性也為正(+)時，則判定第三斷開相中的剩磁通極性為正(例如剩磁通為90％)。
另一方面，在將在先斷開運行中首先斷開的第一相中的剩磁通判定為零的前提條件下，當檢測到隨后將斷開的第二相電流相對于第一相電流相位滯后120°(1/3周期)被斷開時，且當檢測到就在第一相電流斷開之前其極性為負(-)、就在第二相電流斷開之前其極性為負(-)時，則判定第二斷開相中的剩磁通極性為正(例如剩磁通為90％)。此外，當檢測到最后斷開的第三相電流相對于第二相電流相位滯后120°(1/3周期)被斷開時，且當檢測到就在第二相電流斷開之前其極性為負、就在第三相電流斷開之前其極性也為負時，則判定第三斷開相中的剩磁通極性為負(例如剩磁通為-90％)。
從以上明顯看出，當在具有接地電勢的中性點的Y-連接的變壓器10的鐵心中存在剩磁通時，能將開關涌流抑制到最小的每相最佳閉合(接通)角根據(jù)各相中剩磁通值和對各相分別執(zhí)行閉合或接通運行的順序而不同。但是，在所有情況下，能明確地確定最佳閉合(接通)角。
更具體地說，在正負極性的剩磁通繼續(xù)存在的情況下，可以通過經驗或實驗提前確定其值，使得能在剩磁通的極性為正(+)時將剩磁通值設定為例如80％，而當磁通極性為負(-)時將其設定為-80％。此外，就所知道的正/負極性的剩磁通的絕對值，能根據(jù)分別由電流測量裝置74a、74b和74c實際檢測到的電流性通過前面描述的順序預測各相剩磁通的極性(正/負)和零點。因此，能確定每相的最佳閉合或接通角。
另一方面，在剩磁通的絕對值未知的情況下，在剩磁通為正極性(+)的情況下可以暫時將剩磁通設定為80％，而當磁通極性為負(-)時將其設定為-80％，其中通過電流測量裝置74a、74b和74c分別測量在每次閉合控制時出現(xiàn)在各相中的沖擊電流。當沖擊電流值大于期望的沖擊電壓電平時，則可以通過基于相的斷開/接通控制器80B增大或減小剩磁通的絕對值來降低沖擊電壓電平。
更具體地說，各相的閉合目標時間點Ttarget可以通過圖12中表2所示的表來設定。從表中可以看出，在從剩磁通為零的第一斷開相開始閉合或接通運行的情況下，將該第一相的閉合或接通目標時間點設在電壓峰值或峰值附近，而對于剩磁通為正(例如k％)的相的閉合運行，該第二相的閉合或接通目標時間點設在從第一相開始(1/4+k/900)周期后的(60+39k/100)°的電角度處或者其附近(例如，在從上述電角度開始±30°內)。最后，閉合剩磁通為負的第三相。在那種情況下，該第三相的接通目標時間點設為與第二相的閉合時間點相同或比前者稍后的一個時間點。
結合閉合(接通)目標時間點Ttarget的設置，可以想象從剩磁通為負(例如-k％的剩磁通)的相開始閉合運行。在那種情況下，將第一相的閉合或接通目標時間點設在電角度θ＝cos-1(-k/100)或在其附近(例如，在從上述電角度開始±30°內)。在剩磁通為-100％的情況下，該閉合目標時間點Ttarget位于電壓零點或者其附近，而當剩磁通為-80％的時候，目標時間點對應的電角度為37°、143°、217°或323°或其附近的值。隨后，為了閉合剩磁通為零的相，在從第一相閉合開始過去(-1/60+k/900)周期后，將該第二相的閉合目標時間點設為(234+39k/100)°的電角度或者在其附近(例如，在從上述電角度開始±30°內)。最后，閉合剩磁通為正的相。在那種情況下，將該第三相的接通目標時間點設為與第二相的閉合時間點相同或上述時間點后面的一個時間點。
而且，結合閉合目標時點Ttarget的設置，可以想象從剩磁通為正(例如k％的剩磁通)的相開始閉合運行。在那種情況下，將第一相的接通目標時間點設在電角度θ＝cos-1(k/100)或在其附近(例如，在從上述電角度開始±30°內)。在剩磁通為100％的情況下，該閉合目標時間點Ttarget位于電壓零點或者其附近(例如在±30°的范圍內)，而當剩磁通為80％的時候，目標時間點對應的電角度為37°、143°、217°或323°或其附近的值(例如在±30°的范圍內)。隨后，為了閉合剩磁通為負(例如-k％的剩磁通)的相，在從第一相閉合開始過去(20/39+k/3600)周期后，將該第二相的閉合目標時間點設為(245+10k/100)°的電角度或者在其附近(例如，在從上述電角度開始±30°內)。最后，閉合剩磁通為零的相。在那種情況下，將該第三相的接通目標時間點設為與第二相的閉合時間點相同或上述時間點后面的一個時間點。
運行中，當發(fā)送閉合斷路器50的閉合(接通)命令時，分別通過電壓測量裝置72a、72b和72c測量R-、S-和T-相電源電壓，其輸出信號提供給包含在基于相的斷開/接通控制器80B中的基準相檢測單元82?；鶞氏鄼z測單元82用于分別檢測R-、S-和T-相電源電壓的零點周期，從而確定用作參考時間點Tstandard的電壓零點。
包含在基于相的斷開/接通控制器80B中的運算處理/運行控制單元81從算術上確定斷路器觸頭閉合運行時間tclose和根據(jù)分別與驅動設備54a、54b和54c的環(huán)境溫度、其操縱力以及相關控制電壓有關的測量數(shù)據(jù)所預測的預起弧時間tprearc，其中從插在預設R-、S-和T-相閉合(接通)目標時間點Ttarget和參考時間點Tstandard之間的時間間隔中減去預測的閉合運行時間tclose同時加上預起弧時間tprearc，從而確定運行同步時間間隔tcont。
一旦從參考時間點Tstandard過去確定的運行同步時間間隔tcont，則基于相的斷開/接通控制器80B的運算處理/運行控制單元81分別向各驅動設備54a、54b和54c提供閉合或接通信號，從而控制彼此獨立布置在滅弧室52a、52b和52c中的觸頭的觸頭接通運行，使得這些觸頭每個都能以能將開關涌流現(xiàn)象或事件(閉合運行時出現(xiàn)的涌流事件)抑制到最小的預定電角度獨立閉合。
圖8示出了在將被閉合的第一相是剩磁通為零的S-相且剩磁通為100％的前提條件下，當分別提供給變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物各相的斷路器50的觸頭在根據(jù)本發(fā)明當前實施例的基于相的斷開/接通控制器80A的控制下獨立閉合時，斷路器50的電壓和電流的變化以及Δ-連接的變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物的磁通變化。
從圖8可以看出，在斷路器50的電壓峰值點閉合作為第一相的剩磁通為零的S-相，而在從第一相閉合開始過去7.17ms(50Hz)之后閉合T-相，在339°電角度處與T-相同時閉合R-相，從而能有效抑制否則將流入變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物中的沖擊電流。
圖9示出了在將被閉合的第一相是剩磁通為負極性的R-相的前提條件下，當分別提供給變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物各相的斷路器50的觸頭在根據(jù)本發(fā)明第二實施例的基于相的斷開/接通控制器80B的控制下獨立閉合時，斷路器50的電壓和電流的變化以及Y-連接直接接地的變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物的磁通變化。
從圖9可以看出，在電壓傾向升高的電壓零點閉合作為第一相的剩磁通為零的R-相，而在從第一相閉合開始過去1.86ms(50Hz)之后在153°的電角度處閉合T-相，在273°電角度處與T-相同時閉合S-相，從而能有效抑制否則將流入變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物中的沖擊電流。
圖10示出了在將被閉合的第一相是剩磁通為正極性的T-相的前提條件下，當分別提供給變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物各相的斷路器50的觸頭在根據(jù)本發(fā)明第二實施例的基于相的斷開/接通控制器80B的控制下獨立閉合時，斷路器50的電壓和電流的變化以及Y-連接直接接地的變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物的磁通變化。
從圖10可以看出，在電壓傾向降落或減小的電壓峰值點閉合作為第一相的剩磁通為正極性的T-相，而在從第一相閉合開始過去4.14ms(50Hz)之后在134°的電角度處閉合S-相，在255°電角度處與S-相同時閉合R-相，從而能有效抑制否則將流入變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物中的沖擊電流。
在該時刻，應當指出在以上通過舉例描述的相閉合順序中，僅用于第二和第三相中的其中一相的閉合時間點的控制足以實現(xiàn)基本相同的涌流抑制效果。在那種情況下，可以在給定的時間點閉合第二和第三相中的另一相。換言之，不總是需要同時閉合第二相和第三相。
圖11出了當分別提供給變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物各相的斷路器50的觸頭在根據(jù)本發(fā)明第二實施例的基于相的斷開/接通控制器80B的控制下同時閉合時，斷路器50的電壓和電流的變化以及Y-連接直接接地的變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物的磁通變化。
從圖11可以看出，所有三相同時閉合，即剩磁通為零的S-相在電壓峰值閉合，剩磁通為正(+)的T-相在150°的電角度處閉合，剩磁通為負的R-相在30°的電角度處閉合，從而能抑制否則將流入變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物中的沖擊電流。
實施例3現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明第三實施例所述的相控制開關設備。
圖13是根據(jù)本發(fā)明第三實施例所述的相控制開關設備的示意性結構圖以及電源電壓、電流和各相中磁通變化波形，其中斷路器50設計成用于開關變壓器10或具有不接地中性點的Y-連接的并聯(lián)電抗器。
圖13中，參考數(shù)字10表示具有具有不接地中性點的Y-連接的變壓器，數(shù)字50整體表示斷路器，斷路器具有內部分別容納觸頭的滅弧室52a、52b和52c。為了使這些觸頭彼此獨立地完成接通/斷開(打開/閉合)運行，為各驅動裝置54a、54b和54c配備觸頭。而且，在圖13中，參考字符72a、72b和72c表示電壓測量裝置，分別測量R-、S-和T-相電源電壓，74a、74b和74c表示電流測量裝置，例如用于分別測量R-、S-和T-相電流的變換器，參考字符80C整體表示提供給斷路器50的基于相的斷開/接通控制器?；谙嗟臄嚅_/接通控制器80C包括基準相檢測單元82，剩磁通檢測單元83和運算處理/運行控制單元81。
下面描述根據(jù)本發(fā)明當前實施例的相控制開關設備的運行。
在斷路器50閉合的狀態(tài)下，分別通過電壓測量裝置72a、72b和72c獨立測量R-、S-和T-相電壓。而且，在斷路器閉合的狀態(tài)下，分別通過電流測量裝置74a、74b和74c獨立測量R-、S-和T-相電流。將設備72和74的輸出信號分別提供給基于相的斷開/接通控制器80C的基準相檢測單元82和剩磁通檢測單元83。
如圖13所示，在R-、S-和T-相中的每一相中，磁通相對于電源電壓呈現(xiàn)出90°的相位滯后。而且，能看出在電流到達峰值的時刻，磁通也呈現(xiàn)最大值。
當分別容納在滅弧室52a、52b和52c中的單個觸頭響應發(fā)送到斷路器50的觸頭打開命令而被打開時，R-、S-和T-相電流中每個電流在1/6周期后到達電流零點。以這種方式，以R-相、S-相和T-相的順序在圖13中所示的各相電流斷開點斷開相電流。
在這個時刻，假定斷開第一相例如圖示情況中的R-相電流。然后，R-相的磁通仍然在Y-連接的變壓器10的鐵心內繼續(xù)周期性變化，與斷開前的周期性變化相似，原因是剩下的兩個相電流的電流路徑在該時間點仍然是有效的。接著，第二相電流例如圖示情況下的T-相電流被斷開。不過，就在斷開運行之前，與T-相電流極性相同的磁通將作為T-相剩磁通保持有效。在所示例子的情況下，T-相電流就在被斷開之前電流極性為負(-)。因此，剩磁通呈現(xiàn)負極性。因此，剩磁通也為負。最后，當?shù)谌嚯娏骼缭搶嵤├械腟-相電流被斷開時，就在斷開之前與S-相電流極性相同的磁通作為S-相剩磁通繼續(xù)保留。更具體地說，因為斷開時S-相電流的極性為正，所以正極性的磁通留作剩磁通。在該時間點，首先斷開的相即R-相磁通的變化磁通將自己調整在零磁通狀態(tài)。
以這種方式，對于留在中性點不接地的Y-連接的變壓器10的鐵心中的磁通來說，能根據(jù)相電流被斷開的相序以及就在斷開之前通過包含在基于相的斷開/接通控制器80C中的基準相檢測單元82和剩磁通檢測單元83測量的相電流極性檢測磁通的屬性即磁通的正/負極性及零狀態(tài)。
在該時刻，根據(jù)本發(fā)明第三實施例的基于相的斷開/接通控制器80C的基準相檢測單元82和剩磁通檢測單元83設計成運行如下。即，將在先斷開運行中首先斷開的第一相中的剩磁通判定為零。而且，當檢測到隨后將斷開的第二相電流相對于第一相電流相位滯后60°(1/6周期)被斷開時，且當檢測到就在第一相電流斷開之前其極性為正、就在第二相電流斷開之前其極性為負時，則判定第二斷開相中的剩磁通極性為負(例如剩磁通為-90％)。此外，當檢測到最后斷開的第三相電流相對于第二相電流相位滯后60°(1/6周期)被斷開時，且當檢測到就在第二相電流斷開之前其極性為負、就在第三相電流斷開之前其極性為正(+)時，則判定第三斷開相中的剩磁通極性為正(例如剩磁通為90％)。
相反，在將在先斷開運行中首先斷開的第一相中的剩磁通判定為零的前提條件下，當檢測到隨后將斷開的第二相電流相對于第一相電流相位滯后60°(1/6周期)被斷開時，且當檢測到就在第一相電流斷開之前其極性為負(-)、就在第二相電流斷開之前其極性為正(+)時，則判定第二斷開相中的剩磁通極性為正(例如剩磁通為90％)。此外，當檢測到最后斷開的第三相電流相對于第二相電流相位滯后60°(1/6周期)被斷開時，且當檢測到就在第二相電流斷開之前其極性為正、就在第三相電流斷開之前其極性為負時，則判定第三斷開相中的剩磁通極性為負(例如剩磁通為-90％)。
或者，在將在先斷開運行中首先斷開的第一相中的剩磁通判定為零的前提條件下，當檢測到隨后將斷開的第二相電流相對于第一相電流相位滯后120°(1/3周期)被斷開時，且當檢測到就在第一相電流斷開之前其極性為正、就在第二相電流斷開之前其極性也為正時，則判定第二斷開相中的剩磁通極性為負(例如剩磁通為-90％)。此外，當檢測到最后斷開的第三相電流相對于第二相電流相位滯后120°(1/3周期)被斷開時，且當檢測到就在第二相電流斷開之前其極性為正、就在第三相電流斷開之前其極性也為正時，則判定第三斷開相中的剩磁通極性為正(例如剩磁通為90％)。
另一方面，在將在先斷開運行中首先斷開的第一相中的剩磁通判定為零的前提條件下，當檢測到隨后將斷開的第二相電流相對于第一相電流相位滯后120°(1/3周期)被斷開時，且當檢測到就在第一相電流斷開之前其極性為負(-)、就在第二相電流斷開之前其極性為負時，則判定第二斷開相中的剩磁通極性為正(例如剩磁通為90％)。此外，當檢測到最后斷開的第三相電流相對于第二相電流相位滯后120°(1/3周期)被斷開時，且當檢測到就在第二相電流斷開之前其極性為負、就在第三相電流斷開之前其極性也為負時，則判定第三斷開相中的剩磁通極性為負(例如剩磁通為-90％)。
從以上明顯看出，當在中性點不接地的Y-連接的變壓器10的鐵心中存在剩磁通時，能將開關涌流抑制到最小的每相最佳閉合(接通)角根據(jù)各相中剩磁通值和對各相分別執(zhí)行接通運行的順序而不同。但是，在所有情況下，能明確地確定最佳閉合(接通)角。
更具體地說，在正負極性的剩磁通繼續(xù)存在的情況下，可以通過實驗提前確定其值，使得能在剩磁通的極性為正(+)時將剩磁通值設定為例如80％，而當磁通極性為負(-)時將其設定為-80％。此外，就所知道的正負極性的剩磁通的絕對值來說，能根據(jù)分別由電流測量變換器裝置74a、74b和74c實際檢測到的電流性能通過本發(fā)明和前面描述的順序預測各相剩磁通的極性(正/負)和零點。因此，能確定每相的最佳閉合或接通角。
另一方面，在剩磁通的絕對值未知的情況下，在剩磁通為正極性的情況下可以暫時將剩磁通設定為80％，而當磁通極性為負時將其設定為-80％，其中通過電流測量裝置74a、74b和74c分別測量在觸頭閉合控制時出現(xiàn)在各相中的沖擊電流。當沖擊電流值大于期望的沖擊電壓電平時，則可以通過基于相的斷開/接通控制器80B增大或減小剩磁通的絕對值來降低沖擊電壓電平。
更具體地說，各相的閉合(接通)目標時間點Ttarget可以通過圖18中表3所示的方式來設定。從表中可以看出，在從剩磁通為正(例如k％)的相開始閉合運行的情況下，將該第一相的閉合目標時間點設為與第二相(即其次將被閉合的相)的閉合時間點相同或在其前面的一個時間點，而對于剩磁通為負(例如-k％)的相的閉合運行，該第二相的閉合目標時間點設在30°的電角度或者在其附近(例如，在從上述電角度開始±30°內)。最后，閉合剩磁通為零的第三相。在那種情況下，在從第二相閉合開始過去1/2周期后，將該第三相的接通目標時間點設為90°的電角度或者在其附近(例如，在從上述電角度開始±30°內)。
作為設置閉合或接通目標時間點Ttarget的另一種方法，采用以下過程。即，當從剩磁通為正(例如k％)的相開始接通運行時，將該第一相的接通目標時間點設為與第二相的接通時間點相同或在其前面的一個時間點，而對于剩磁通為零的相的接通運行，該第二相的接通目標時間點設在270°電角度或者在其附近(例如，在從上述電角度開始±30°內)。最后，閉合剩磁通為負極性(例如-k％)的第三相。在那種情況下，在從第二相閉合開始過去(272/360-k/1800)周期后，將該第三相的接通目標時間點設為(302-k/5)°的電角度或者在其附近(例如，在從上述電角度開始±30°內)。
作為設置接通目標時間點Ttarget的另一種方法，采用以下過程。即，當從剩磁通為零的相開始接通運行時，將該第一相的接通目標時間點設為與第二相的接通時間點相同或在其前面的一個時間點，而對于剩磁通極性為負(例如-k％)的相的接通運行，該第二相的接通目標時間點設在30°電角度或者在其附近(例如，在從上述電角度開始±30°內)。最后，閉合剩磁通極性為正(例如k％)的第三相。在從第二相閉合開始過去(15/24-13k/2400)周期后，將該第三相的接通目標時間點設為(375-195k/100)°的電角度或者在其附近(例如，在從上述電角度開始±30°內)。
運行中，當發(fā)送閉合斷路器50的閉合(接通)命令時，分別通過電壓測量裝置72a、72b和72c測量R-、S-和T-相電源電壓，其輸出信號提供給包含在基于相的斷開/接通控制器80C中的基準相檢測單元82?；鶞氏鄼z測單元82用于分別檢測R-、S-和T-相電源電壓的零點周期，從而確定用作各相觸頭接通運行的標準或參考時間點Tstandard的電壓零點。
另一方面，包含在基于相的斷開/接通控制器80C中的運算處理/運行控制單元81從算術上確定斷路器觸頭閉合運行時間tclose和根據(jù)分別與驅動設備54a、54b和54c的環(huán)境溫度、其操縱力以及控制電壓有關的測量數(shù)據(jù)所預測的預起弧時間tprearc，其中從插在預設R-、S-和T-相接通目標時間點Ttarget和參考時間點Tstandard之間的時間間隔中減去預測的閉合運行時間tclose同時加上預起弧時間tprearc，從而確定運行同步時間間隔tcont。
一旦從參考時間點Tstandard過去確定的運行同步時間間隔tcont，則基于相的斷開/接通控制器80C的運算處理/運行控制單元81分別向各驅動設備54a、54b和54c提供斷開/接通信號，從而控制彼此獨立布置在滅弧室52a、52b和52c中的觸頭的觸頭接通運行，使得這些觸頭每個都能以能將開關涌流現(xiàn)象或事件(閉合運行時出現(xiàn)的涌流事件)抑制到最小的預定電角度獨立閉合。
圖14示出了在將被閉合的第一相是剩磁通為零的S-相且剩磁通為100％的前提條件下，當分別提供給變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物各相的斷路器50的觸頭在根據(jù)本發(fā)明第三實施例的基于相的斷開/接通控制器80C的控制下獨立閉合時，斷路器50的電壓和電流的變化以及中性點不接地的Y-連接的變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物的磁通變化。
從圖14可以看出，通過斷路器50在30°的電角度閉合作為第一相的剩磁通為負極性的R-相，而在150°的電角度閉合剩磁通為正極性的第二相即T-相，最后，從第一和/或第二相閉合運行開始過去10ms(50Hz)之后在90°電角度對第三相即剩磁通為零的S-相執(zhí)行觸頭接通運行，從而能有效抑制否則將流入變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物中的沖擊電流。
圖15示出了在將被閉合的第一相是剩磁通為負的R-相的前提條件下，當分別提供給變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物各相的斷路器50的觸頭在根據(jù)本發(fā)明第三實施例的基于相的斷開/接通控制器80C的控制下獨立閉合時，斷路器50的電壓和電流的變化以及中性點不接地的Y-連接的變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物的磁通變化。
從圖15可以看出，通過斷路器50在150°的電角度閉合作為第一相的剩磁通為正的T-相，而在270°的電角度閉合剩磁通為零的第二相即S-相，最后，從第一和第二相的閉合開始過去14ms(50Hz)之后在282°電角度處閉合剩磁通為零的R-相，從而能抑制否則將流入變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物中沖擊電流。
圖16示出了在將被閉合的第一相是剩磁通為正的T-相的前提條件下，當分別提供給變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物各相的斷路器50的觸頭在根據(jù)本發(fā)明當前實施例的基于相的斷開/接通控制器80C的控制下獨立閉合時，斷路器50的電壓和電流的變化以及不接地的Y-連接的變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物的磁通變化。
從圖16可以看出，在30°的電角度閉合作為第一相的剩磁通為負的R-相，而在270°的電角度閉合剩磁通為零的S-相，最后，從第一和第二相的閉合開始過去1.7ms(50Hz)之后在180°電角度處對剩磁通為零的T-相執(zhí)行閉合或接通運行，從而能抑制否則將流入變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物中的沖擊電流。
在該時刻，應當指出在以上通過舉例描述的相閉合順序中，僅用于第二和第三相中的其中一相的閉合時間點的控制足以實現(xiàn)基本相同的涌流抑制效果。在那種情況下，可以在給定的時間點閉合第二和第三相中的另一相。換言之，不總是需要同時閉合第二相和第三相。
圖17示出了當分別提供給變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物各相的斷路器50的觸頭在根據(jù)本發(fā)明第三實施例的基于相的斷開/接通控制器80C的控制下同時閉合時，斷路器50的電壓和電流的變化以及不接地的Y-連接的變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物的磁通變化。
從圖17可以看出，所有三相同時閉合，即剩磁通為零的S-相在電壓峰值處閉合，剩磁通為正的T-相在150°的電角度處閉合，剩磁通為負的R-相在30°的電角度處閉合，從而能抑制否則將流入變壓器10或并聯(lián)電抗器或類似物中的沖擊電流。
實施例4接著，描述將轉向根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的相控制開關設備。首先應提到根據(jù)此時的實施例的相控制開關設備的電路安排類似于之前參考圖7描述的電路安排。因此，下面的描述將直接指向相控制開關設備的運行。
在斷路器50被閉合時的狀態(tài)中，R-、S-和T-相電壓分別被電壓測量裝置72a，72b和72c獨立地測量。另一方面，R-、S-和T-相電流分別被被電流測量裝置74a，74b和74c測量。代表測量結果的信號被分別提供給基準相檢測單元82和剩磁通檢測單元83，它們構成基于相的斷開/接通控制器80。
如從圖7中所見，在R-、S-和T-相的每一個中，磁通相對于電壓表現(xiàn)出90°的相位滯后。而且，可看到在電流達到峰值時，磁通也取最大值。
當分別容納在滅弧室52a、52b和52c中的單個觸頭響應發(fā)送到斷路器50的觸頭打開命令而被打開時，R-、S-和T-相電流中每個電流在1/6周期后到達電流零點。以這種方式，例如以R-相、S-相和T-相的順序斷開相電流，如圖7所示。
在這個時刻，假定斷開第一相例如圖示情況中的R-相電流。在這種情況下，斷開的R-相的磁通仍然在Y-連接的變壓器10的鐵心內繼續(xù)周期性變化，與斷開前的周期性變化相似，原因是剩下的兩個相電流的電流路徑在該時間點仍然是有效的。
接著，第二相電流例如圖示情況下的T-相電流被斷開。不過，就在斷開運行之前，與T-相電流極性相同的磁通將作為剩磁通保持有效。在T-相的情況下，就在被斷開之前電流極性為負(-)。因此，剩磁通呈現(xiàn)負極性。最后，當?shù)谌嚯娏骼缭搶嵤├械腟-相電流被斷開時，就在斷開之前與S-相電流極性相同的磁通作為剩磁通繼續(xù)存在。更具體地說，因為斷開時S-相電流的極性為正，所以正(+)極性的磁通留作剩磁通。在該時間點，首先斷開的相即R-相磁通的變化磁通將自己調整在零磁通狀態(tài)。
以這種方式，對于留在Y-連接的變壓器10的鐵心中的磁通來說，能根據(jù)相電流被斷開的相序以及就在斷開之前通過包含在基于相的斷開/接通控制器80中的基準相檢測單元82和剩磁通檢測單元83測量的相電流極性確定磁通的屬性即正(+)、負(-)極性及其零狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明第四實施例的基于相的斷開/接通控制器80的基準相檢測單元82和剩磁通檢測單元83設計成運行如下。即，將在先斷開運行中首先斷開的第一相中的剩磁通判定為零。在這個前提條件下，當檢測到隨后將斷開的第二相電流相對于已經斷開的第一相電流相位滯后60°(1/6周期)被斷開時，且當檢測到就在第一相電流斷開之前其極性為正、就在第二相電流斷開之前其極性為負(-)時，則判定第二斷開相中的剩磁通極性為負。此外，當檢測到最后斷開的第三相電流相對于已經斷開的第二相電流相位滯后60°(1/6周期)被斷開時，且當檢測到就在第二相電流斷開之前其極性為負、就在第三相電流斷開之前其極性為正(+)時，則判定第三斷開相中的剩磁通極性為正。通過對比，假設判定在先斷開運行中首先斷開的第一相中的剩磁通為零并且當檢測到隨后將斷開的第二相電流相對于第一相電流相位滯后60°(1/6周期)被斷開時以及當檢測到就在第一相電流斷開之前其極性為負(-)、就在第二相電流斷開之前其極性為正時，則判定第二斷開相中的剩磁通極性為正、此外，當檢測到最后斷開的第三相電流相對于第二相電流相位滯后60°(1/6周期)被斷開時，且當檢測到就在第二相電流斷開之前其極性為正、就在第三相電流斷開之前其極性為負時，則判定第三斷開相中的剩磁通極性為負。
更具體講，對于各個相的閉合目標時間點Ttarget以圖23的表4中示出的方式來設置。從表中可以看出，在確定各個相中的剩磁通來使得第一斷開相中的剩磁通為零并且第二斷開相中的剩磁通為負、第三斷開相的剩磁通為為正的情況下，將該第一相的閉合或接通目標時間點設置在其電壓峰值或峰值附近，而對于剩磁通為正的那一相的閉合運行，該第二相的閉合或接通目標時間點設在從第一相閉合開始的105/360周期后的75°的電角度或者在其附近(例如，在從上述電角度開始±15°內)，并且最后，閉合剩磁通為負的第三相，其中這個第三相的接通目標時間點被設置在與第二相的閉合時間點相同的時間點或者在更后面一個時間點。
作為設置各個相的閉合目標時間點Ttarget的另一個方法如下。當各個相中的剩磁通被確定來使得第一斷開相的剩磁通為零，第二斷開相的剩磁通為負及第三斷開相的剩磁通為正時，第一相的閉合或接通目標時間點被設置在電壓峰值或其附近，而對于剩磁通為負的相的閉合或接通運行，該第二相的閉合或接通目標時間點設在從第一相閉合開始的105/360周期后的3150°電角度或者在其附近(例如，在從上述電角度開始±15°內)，最后，閉合剩磁通為正的第三相被閉合。在那種情況下，將該第三相的接通目標時間點設為與第二相的閉合時間點相同的時間點，或者在后面一個時間點。
作為設置各個相的閉合目標時間點Ttarget的另一種方法，采用以下過程。即，各個相中的剩磁通被確定來使得第一斷開相的剩磁通為零，第二斷開相的剩磁通為正及第三斷開相的剩磁通為負時，第一相的閉合或接通目標時間點被設置在電壓峰值或其附近，而對于剩磁通極性為正的相的閉合運行，該第二相的閉合或接通目標時間點設在從第一相的閉合開始的70/360周期后的280°電角度或者在其附近(例如，在從上述電角度開始±20°內)。最后，閉合剩磁通為負的第三相。在這種情況下，將該第三相的接通目標時間點設置為與第二相的閉合時間點相同的時間點或者在后面一個時間點。
作為設置各個相的閉合目標時間點Ttarget的另一種方法，采用以下過程。即，在各個相中的剩磁通被確定來使得第一斷開相的剩磁通為零，第二斷開相的剩磁通為正及第三斷開相的剩磁通為負時，第一相的閉合或接通目標時間點被設置在電壓峰值或其附近，而對于剩磁通極性為負的相的閉合運行，該第二相的閉合或接通目標時間點設在從第一相的閉合開始的70/360周期后的40°電角度或者在其附近(例如，在從上述電角度開始±15°內)，而對于剩磁通極性為正的相的閉合運行，該第三相的接通目標時間點設在與第二相的閉合時間點相同的時間點或者在后面一個時間點。
從前面顯然看出，當剩磁通存在于具有接地電勢的中性點的Y連接的變壓器的鐵芯中時，能將開關涌流抑制到最小的每相最佳觸頭閉合(接通)角根據(jù)各相中剩磁通值和對各相分別執(zhí)行接通運行的順序而變化。但是，確信在所有情況下，能明確地確定最佳閉合或接通角。
此時，假設發(fā)出閉合斷路器50的閉合(接通)命令。那么，分別通過電壓測量裝置72a、72b和72c測量R-、S-和T-相電壓，其輸出信號傳送給包含在基于相的斷開/接通控制器80中的基準相檢測單元82?；鶞氏鄼z測單元82設計來用于分別檢測R-、S-和T-相電壓的零點周期，從而確定用作參考時間點Tstandard的電壓零點。
包含在基于相的斷開/接通控制器80中的運算處理/運行控制單元81被設計來從算術上確定閉合運行時間tclose和根據(jù)與驅動設(驅動裝置)的環(huán)境溫度、其操縱力以及相關控制電壓的測量數(shù)據(jù)所預測的預起弧時間tprearc，其中從插在預設R-、S-和T-相閉合(接通)目標時間點Ttarget和參考時間點Tstandard之間的時間間隔中減去預測的閉合運行時間tclose同時加上預起弧時間tprearc，從而確定運行同步時間間隔tcont。
當從參考時間點Tstandard過去確定的運行同步時間間隔tcont時，則基于相的斷開/接通控制器80的運算處理/運行控制單元81分別向各驅動設備54a、54b和54c提供閉合或接通信號，從而控制彼此獨立布置在滅弧室52a、52b和52c中的觸頭的觸頭接通運行，使得這些觸頭每個都能以能將開關涌流現(xiàn)象或事件(即閉合運行時出現(xiàn)的涌流事件)抑制到最小的預定電角度獨立閉合。
圖19表示在根據(jù)本發(fā)明第四實施例(假設剩磁通是80％)的基于相的斷開/接通控制器的控制下當分別對于變壓器(或并聯(lián)電抗器或類似物)的各相提供的斷路器的觸頭被彼此獨立地閉合時斷路器的電壓和電流變化以及Y-連接的接地變壓器(或并聯(lián)電抗器或類似物)的磁通變化，并且此時還假設第一、第二和第三斷開相的剩磁通被分別確定為零、負和正，以及假設剩磁通為零的相(第一斷開相)被設置為要被閉合的第一相，剩磁通為正的相被設置為要被閉合的第二相，剩磁通為負的相被設置為要被閉合的第三相。
如圖19可看到，剩磁通為零的R-相作為第一相在斷路器的電壓峰值點被閉合，而S-相作為第二相在從第一相(R-相)的閉合開始后過去5.8ms(50Hz)后的75°電角度被閉合，T-相在閉合第二相之后接著在給定的電角度被閉合，從而可令人滿意地抑制否則將流入變壓器(或并聯(lián)電抗器或類似物)的沖擊電流。
圖20表示在根據(jù)本發(fā)明第四實施例(假設剩磁通是80％)的基于相的斷開/接通控制器的控制下當分別對于變壓器(或并聯(lián)電抗器或類似物)的各相提供的斷路器的觸頭被彼此獨立地閉合時斷路器的電壓和電流變化以及Y-連接的接地變壓器(或并聯(lián)電抗器或類似物)的磁通變化，并且此時還假設第一、第二和第三斷開相的剩磁通被分別確定為零、負和正，以及假設剩磁通為零的相(第一斷開相)被設置為要被閉合的第一相，剩磁通為負的相被設置為要被閉合的第二相，剩磁通為正的相被設置為要被閉合的第三相。
如圖20可看到，剩磁通為零的R-相作為第一相在斷路器的電壓峰值點被閉合，而T-相作為第二相在從第一相(R-相)的閉合開始后過去5.8ms(50Hz)后的315°電角度被閉合，S-相在閉合第二相之后接著在給定的電角度被閉合，從而可令人滿意地抑制否則將流入變壓器(或并聯(lián)電抗器或類似物)的沖擊電流。
圖21表示在根據(jù)本發(fā)明第四實施例(假設剩磁通是80％)的基于相的斷開/接通控制器的控制下當分別對于變壓器(或并聯(lián)電抗器或類似物)的各相提供的斷路器的觸頭被彼此獨立地閉合時斷路器的電壓和電流變化以及Y-連接的接地變壓器(或并聯(lián)電抗器或類似物)的磁通變化，并且此時還假設第一、第二和第三斷開相的剩磁通被分別確定為零、正和負，以及假設剩磁通為零的相(第一斷開相)被設置為要被閉合的第一相，剩磁通為正的相被設置為要被閉合的第二相，剩磁通為負的相被設置為要被閉合的第三相。
如圖21可看到，剩磁通為零的R-相作為第一相在斷路器的電壓峰值點被閉合，而T-相作為第二相在從第一相(R-相)的閉合開始后過去3.9ms(50Hz)后的280°電角度被閉合，S-相在閉合第二相之后接著在給定的電角度被閉合，從而可令人滿意地抑制否則將流入變壓器(或并聯(lián)電抗器或類似物)的沖擊電流。
圖22表示在根據(jù)本發(fā)明當前實施例(假設剩磁通是80％)的基于相的斷開/接通控制器的控制下當分別對于變壓器(或并聯(lián)電抗器或類似物)的各相提供的斷路器的觸頭被彼此獨立地閉合時斷路器的電壓和電流變化以及Y-連接的接地變壓器(或并聯(lián)電抗器或類似物)的磁通變化，并且此時還假設第一、第二和第三斷開相的剩磁通被分別確定為零、正和負，以及假設剩磁通為零的相(第一斷開相)被設置為要被閉合的第一相，剩磁通為負的相被設置為要被閉合的第二相，剩磁通為正的相被設置為要被閉合的第三相。
如圖21可看到，剩磁通為零的R-相作為第一相在斷路器的電壓峰值點被閉合，而S-相作為第二相在從第一相(R-相)的閉合開始后過去3.9ms(50Hz)后的40°電角度被閉合，T-相在閉合第二相之后接著在給定的電角度被閉合，從而否則將流入變壓器(或并聯(lián)電抗器或類似物)的涌流可令人滿意地被抑制。
根據(jù)上述技術，可對本發(fā)明進行很多修改和變形。因此應理解在后附權利要求的范圍內，本發(fā)明可以以這里特定描述的形式之外的形式實施。
權利要求
1.一種相控制開關設備，該設備包括斷路器，所述斷路器與連接到Δ-連接或Y-連接的三相電力系統(tǒng)的電抗性負載相連接，Y-連接的中性點直接接地或者不接地，所述斷路器用于斷開故障電流和流過所述電抗器負載的負載電流，或者使所述電抗器負載接通至激勵其的所述三相電力系統(tǒng)；電壓測量裝置，用于逐相測量相電壓；電流測量裝置，用于在斷路器輸出側測量內觸頭電流；驅動裝置，用于在逐相的基礎上獨立完成對所述斷路器觸頭的開/關運行；溫度測量裝置，布置在所述驅動裝置附近；基準相檢測裝置，用于在逐相的基礎上檢測用于所述斷路器的所述驅動裝置的驅動壓力和控制電壓，所述基準相檢測裝置設計成響應發(fā)送到所述斷路器的斷開/接通命令，從而分別根據(jù)所述電壓測量裝置和所述電流測量裝置測量的電壓值和電流值在所述斷路器閉合時分別預測相電壓的波形以及在所述斷路器斷開時分別預測相和相電流波形的周期性零點；剩磁通預測裝置，用于在在先斷開運行中就在斷開之前分別存儲所述斷路器的相觸頭的斷開時間點以及各相電流的正/負極性，從而根據(jù)所存儲的內容預測所述電抗性負載各相中的剩磁通；最佳閉合時間點預測裝置，用于在所述斷路器各相觸頭閉合時，根據(jù)所述剩磁通預測裝置所預測的各相中所述電抗性負載的剩磁通預測每相的最佳閉合電角度，使得所述斷路器觸頭閉合時出現(xiàn)的每個涌流能抑制到最小；以及觸頭閉合運行起動裝置，用于確認所述斷路器的觸頭閉合運行，使得所述斷路器的所述相觸頭能分別以所述最佳閉合時間點預測裝置所預測和設置的電角度閉合。
2.根據(jù)權利要求1的相控制開關設備，其中所述剩磁通預測裝置的設計使得在通過所述斷路器的三相電力系統(tǒng)在先的斷開運行中首先斷開的第一相中剩磁通為零，斷開隨后將要斷開的第二相時，相對于所述第一斷開相相位滯后60°(1/6周期)，且在斷開之前的瞬間第一相電流為正極性，在斷開之前的瞬間所述第二相電流的極性為負，然后作出決定，使得所述第二斷開相中的剩磁通為負(例如-90％的剩磁通)，而在將最后斷開的第三相電流斷開時，相對于第二相電流相位滯后60°(1/6周期)，就在斷開之前所述第二相電流為負極性，就在斷開之前第三相電流的極性為正，然后作出決定，使得第三斷開相中的剩磁通為正(例如90％的剩磁通)，而在通過所述斷路器的三相電力系統(tǒng)在先的斷開運行中首先斷開的第一相中剩磁通為零，當斷開隨后將要斷開的第二相電流時，相對于所述第一斷開相電流相位滯后60°(1/6周期)，且在斷開之前的瞬間所述第一相電流為負極性，在斷開之前第二相電流的極性為正，然后作出決定，使得所述第二斷開相中的剩磁通為正(例如90％的剩磁通)，而在將最后斷開的第三相電流斷開時，相對于所述第二相電流相位滯后60°(1/6周期)，就在斷開之前所述第二相電流為正極性，就在斷開之前所述第三相電流的極性為負，然后作出決定，使得所述第三斷開相中的剩磁通為負(例如-90％的剩磁通)。
3.根據(jù)權利要求1的相控制開關設備，其中所述剩磁通預測裝置的設計使得在三相電力系統(tǒng)在先的斷開運行中首先斷開的第一相中剩磁通為零，當斷開隨后將要斷開的第二相時，相對于所述第一相相位滯后120°(1/3周期)，且在斷開之前的瞬間第一相電流為正極性，在斷開之前的瞬間第二相電流的極性為正，然后作出決定，使得第二斷開相中的剩磁通為負(例如-90％的剩磁通)，而在將最后斷開的第三相電流斷開時，相對于所述第二相電流相位滯后120°(1/3周期)，就在斷開之前第二相電流為正極性，就在斷開之前的瞬間第三相電流的極性為正，然后作出決定，使得所述第三斷開相中的剩磁通為正(例如90％的剩磁通)，而在在先的斷開運行中首先斷開的第一相中剩磁通為零，當斷開隨后將要斷開的第二相電流時，相對于第一相電流相位滯后120°(1/3周期)，且在斷開之前的瞬間第一相電流為負極性，在斷開之前的瞬間第二相電流的極性為負，然后作出決定，使得所述第二斷開相中的剩磁通極性為正(例如90％的剩磁通)，而在將最后斷開的第三相電流斷開時，相對于所述第二相電流相位滯后120°(1/3周期)，就在斷開之前的瞬間所述第二相電流為負極性，就在斷開之前的瞬間所述第三相電流的極性為負，然后作出決定，使得所述第三斷開相中的剩磁通為負(例如-90％的剩磁通)。
4.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中所述剩磁預測裝置設計成將被分別提前輸入正負極性的剩磁通絕對值。
5.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中所述剩磁通預測裝置設計成使得正負極性的剩磁通絕對值均設為80％至90％范圍內的一個值，當所述斷路器閉合運行時出現(xiàn)的涌流值大于期望值時，增大或減小正負極性的所述剩磁通的預定值，使得所述涌流能大致為所述期望值。
6.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Δ連接的所述電抗性負載每一相的所述剩磁通預測裝置所得到的所述相中剩磁通分別為零(0％)、負(-k％的剩磁通)和正(+k％的剩磁通)這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置分別預測所述相的閉合時間點，使得通過把剩磁通為正的相設置為要被閉合的第一相而同時把剩磁通為負的相設置為要被閉合的第二相以及把剩磁通為零的相(第一斷開相)設置為要被閉合的第三相將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的用于剩磁通為正的第一相的閉合時間點設置為與用于所述第二相的閉合時間點相同的時間點或設置在用于所述第二相的所述閉合時間點之前的給定時間點，其中把要被閉合的用于剩磁通為負(-k％的剩磁通)的所述第二相的閉合時間點設置為從(-184+46k/25)到(-124+46k/25)度的范圍內的電角度，或者在從-cos-1(k/100)到60-cos-1(k/100)度的范圍內的電角度，其中把要被閉合的用于剩磁通為零的所述第三相的閉合時間點設置為從(59+3k/20)到(119+3k/20)度的范圍內的電角度。
7.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Δ連接的所述電抗性負載每一相的所述剩磁通預測裝置所得到的所述相中剩磁通分別為零(0％)、負(-k％的剩磁通)和正(k％的剩磁通)這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得通過把剩磁通為負的相設置為要被閉合的第一相而同時把剩磁通為正的相設置為要被閉合的第二相以及把剩磁通為零的相(第一斷開相)設置為要被閉合的第三相將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的用于剩磁通為負的第一相的閉合時間點設置為與用于所述第二相的閉合時間點相同的時間點或設置在用于所述第二相的所述閉合時間點之前的給定時間點，其中把用于剩磁通為正(k％的剩磁通)的所述第二相的閉合時間點設置為從(-64+46k/25)到(-4+46k/25)度的范圍內的電角度，或者在從120-cos-1(k/100)到180-cos-1(k/100)度的范圍內的電角度，其中把要被閉合的用于剩磁通為零的所述第三相的閉合時間點設置為從(59+3k/20)到(119+3k/20)度的范圍內的電角度。
8.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Δ連接的所述電抗性負載每一相的所述剩磁通預測裝置所得到的所述相中剩磁通分別為零(0％)、負(-k％的剩磁通)和正(k％的剩磁通)這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得通過把剩磁通為正的相設置為要被閉合的第一相而同時把剩磁通為零的相(第一斷開相)設置為要被閉合的第二相以及把所述剩磁通為負的相設置為要被閉合的第三相將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的用于剩磁通為正的第一相的閉合時間點設置為與用于所述第二相的閉合時間點相同的時間點或設置在用于所述第二相的所述閉合時間點之前的給定時間點，其中把要被閉合的用于剩磁通為零的所述第二相的閉合時間點設置為從30到90度的范圍內的電角度，其中把要被閉合的用于剩磁通為負的所述第三相的閉合時間點設置為從(244+7k/20)到(304+7k/20)度的范圍內的電角度。
9.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Δ連接的所述電抗性負載每一相的所述剩磁通預測裝置所得到的所述相中剩磁通分別為零(0％)、負(-k％的剩磁通)和正(k％的剩磁通)這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得通過把剩磁通為零的相(第一斷開相)設置為要被閉合的第一相而同時把剩磁通為正的相設置為要被閉合的第二相以及把剩磁通為負的相設置為要被閉合的第三相將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的用于剩磁通為零的第一相的閉合時間點設置為與用于所述第二相的閉合時間點相同的時間點或設置在用于所述第二相的所述閉合時間點之前的給定時間點，其中把要被閉合的用于剩磁通為正(k％的剩磁通)的所述第二相的閉合時間點設置為從270到330度的范圍內的電角度，其中把要被閉合的用于剩磁通為負的所述第三相的閉合時間點設置為從(244+7k/20)到(304+7k/20)度的范圍內的電角度。
10.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Δ連接的所述電抗性負載每一相的所述剩磁通預測裝置所得到的所述相中剩磁通分別為零(0％)、負(-k％的剩磁通)和正(k％的剩磁通)這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得通過把剩磁通為零的相(第一斷開相)設置為要被閉合的第一相而同時把剩磁通為負的相設置為要被閉合的第二相以及把剩磁通為正的相設置為要被閉合的第三相將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的用于剩磁通為零的第一相的閉合時間點設置為與用于所述第二相的閉合時間點相同的時間點或設置在用于所述第二相的所述閉合時間點之前的給定時間點，其中把要被閉合的用于剩磁通為負的所述第二相的閉合時間點設置為從(116+46k/25)到(176+46k/25)度的范圍內的電角度，或者在從300-cos-1(k/100)到360-cos-1(k/100)度的范圍內的電角度，其中把要被閉合的用于剩磁通為正的所述第三相的閉合時間點設置為從(345-195k/100)到(405-195k/100)度的范圍內的電角度。
11.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Δ連接的所述電抗性負載每一相的所述剩磁通預測裝置所得到的所述相中剩磁通分別為零(0％)、負(-k％的剩磁通)和正(k％的剩磁通)這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得通過把剩磁通為負的相設置為要被閉合的第一相而同時把剩磁通為零的相(第一斷開相)設置為要被閉合的第二相以及把剩磁通為正的相設置為要被閉合的第三相將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的用于剩磁通為負的第一相的閉合時間點設置為與用于所述第二相的閉合時間點相同的時間點或設置在用于所述第二相的所述閉合時間點之前的給定時間點，其中把要被閉合的用于剩磁通為零的所述第二相的閉合時間點設置為從(-4+46k/25)到(56+46k/25)度的范圍內的電角度，或者優(yōu)選在從180-cos-1(k/100)到240-cos-1(k/100)度的范圍內的電角度，其中把要被閉合的用于剩磁通為正的所述第三相的閉合時間點設置為從(345-195k/100)到(405-195k/100)度的范圍內的電角度。
12.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Δ連接的所述電抗性負載每一相的所述剩磁通預測裝置所得到的所述相中剩磁通分別為零、負和正這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的用于每一個的剩磁通為零的第一和第二相的閉合時間點都設置在240到300度(電壓峰值)的范圍內的電角度附近，或者設置60到120度(電壓峰值)的范圍內的電角度，同時把要被閉合的用于每一個的剩磁通為負的第一和第二相的閉合時間點都設置在0到60度的范圍內的電角度，或者設置在180到240度的范圍內的電角度，其中把要被閉合的用于剩磁通為正的所述第三相的閉合時間點設置為與所述第一和第二相的閉合時間點相同的時間點或設置在后面一個時間點。
13.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Δ連接的所述電抗性負載每一相的所述剩磁通預測裝置所得到的所述相中剩磁通分別為零、負和正這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的用于每一個的剩磁通為零的第一和第二相的閉合時間點都設置在240到300度(電壓峰值)的范圍內的電角度附近，或者設置在60到120度的范圍內的電角度附近，同時把要被閉合的用于每一個的剩磁通為正的第一和第二相的閉合時間點都設置在120到180度的范圍內的電角度，或者設置在300到360度的范圍內的電角度，其中把要被閉合的用于剩磁通為負的所述第三相的閉合時間點設置為與所述第一和第二相的閉合時間點相同的時間點或設置在后面一個時間點。
14.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Δ連接的所述電抗性負載每一相的所述剩磁通預測裝置所得到的所述相中剩磁通分別為零、負和正這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的用于每一個的剩磁通為負的第一和第二相的閉合時間點都設置在0到60度的范圍內的電角度，或者設置在180到240度的范圍內的電角度，同時把要被閉合的用于每一個的剩磁通為正的第一和第二相的閉合時間點都設置在120到180度的范圍內的電角度，或者設置300到360度的范圍內的電角度，其中把要被閉合的用于剩磁通為零的所述第三相的閉合時間點設置為與所述第一和第二相的閉合時間點相同的時間點或設置在后面一個時間點。
15.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Y-連接且中性點直接接地的電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的所述相中剩磁通為零(0％)、負(-k％剩磁通)和正(+k％剩磁通)這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置分別預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得能通過將剩磁通為零的相(第一斷開相)設為將被閉合的第一相、同時把剩磁通為正的相設置為要被閉合的第二相以及把剩磁通為負的相設置為要被閉合的第三相而將相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的剩磁通為零的所述第一相的閉合時間點設在60至120度(電壓峰值)范圍內的一個電角度附近，或者設置在240至300度(電壓峰值)范圍內的一個電角度附近，同時把要被閉合的剩磁通為正的所述第二相的閉合時間點設在(30+39k/100)到(90+39k/100)度范圍內的一個電角度，或者在(210+39k/100)到(270+39k/100)度范圍內的一個電角度，其中把要被閉合的剩磁通為負的第三相的閉合時間點設為與所述第二相的閉合時間點相同的一個時間點或者后面的一個時間點。
16.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Y-連接且中性點直接接地的電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的第一斷開相的剩磁通為零、第二斷開相的剩磁通為負、第三斷開相的剩磁通為正這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置分別預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得能通過將剩磁通為零的相(第一斷開相)設為要被閉合的第一相、同時將剩磁通為正的相設為要被閉合的第二相，將剩磁通為負的相設為要被閉合的第三相而將相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的剩磁通為零的所述第一相的閉合時間點設在90度電角度(電壓峰值)附近，或者為60至120度(電壓峰值)范圍內的一個電角度，同時把要被閉合的剩磁通為正的所述第二相的閉合時間點設在75電角度附近，或者在60至90度范圍內的一個電角度，其中把要被閉合的剩磁通為負的第三相的閉合時間點設為與所述第二相的閉合時間點相同的一個時間點或者后面的一個時間點。
17.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Y-連接且中性點直接接地的電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的所述相的剩磁通分別為零(0％)、負(-k％剩磁通)、正(k％剩磁通)這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置分別預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得能通過將剩磁通為零的相(第一斷開相)設為要被閉合的第一相、同時將剩磁通為負的相設為要被閉合的第二相，將剩磁通為正的相設為要被閉合的第三相而將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的剩磁通為零的所述第一相的閉合時間點設在60至120度(電壓峰值)范圍內的一個電角度附近，或設置在240至300度(電壓峰值)范圍內的一個電角度附近，同時把要被閉合的剩磁通為負的所述第二相的閉合時間點設在從(270+39k100)到(330+39k/100)度范圍內的一個電角度，或者在(90+39k/100)到(150+39k/100)度范圍內的一個電角度，其中把要被閉合的剩磁通為正的第三相的閉合時間點設為與所述第二相的閉合時間點相同的一個時間點或者后面的一個時間點。
18.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Y-連接且中性點直接接地的所述電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的第一斷開相的剩磁通為零、第二斷開相的剩磁通為負、第三斷開相的剩磁通為正這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置分別預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得能通過將剩磁通為零的相(第一斷開相)設為要被閉合的第一相、同時將剩磁通為負的相設為要被閉合的第二相，將剩磁通為正的相設為要被閉合的第三相而將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的剩磁通為零的所述第一相的閉合時間點設在90度電角度(電壓峰值)附近，或者為60至120度(電壓峰值)范圍內的一個電角度附近，同時把要被閉合的剩磁通為負的所述第二相的閉合時間點設在315度電角度，或者在300至330度范圍內的一個電角度，其中把要被閉合的剩磁通為正的第三相的閉合時間點設為與所述第二相的閉合時間點相同的一個時間點或者后面的一個時間點。
19.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Y-連接且中性點直接接地的電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的所述相的剩磁通分別為零(0％)、負(-k％剩磁通)、正(k％剩磁通)這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置分別預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得能通過將剩磁通為負的相設為要被閉合的第一相、同時將剩磁通為正的相設為要被閉合的第二相，將剩磁通為零的相(第一斷開相)設為要被閉合的第三相而將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中在給定剩磁通為k＝100％的前提條件下，把要被閉合的用于剩磁通為負的(-k％剩磁通)的所述第一相的閉合時間點設置在從cos-1(-k/100)-30到cos-1(-k/100)+30度的范圍內的一個電角度θ，更具體地設置在330(＝-30)到30度范圍內的電角度，或者在150到210度的范圍內的一個電角度，同時把要被閉合的用于剩磁通為正的(k％剩磁通)所述第二相的閉合時間點設置在從(84+39k/100)到(144+39k/100)度的范圍內的一個電角度，或者在從(264+39k/100)到(324+39k/100)度的范圍內的一個電角度，其中把要被閉合的用于剩磁通為零的第三相的閉合時間點設置為與所述第二相的閉合時間點相同的時間點或者后面一個時間點。
20.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Y-連接且中性點直接接地的電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的所述相的剩磁通分別為零(0％)、負(-k％剩磁通)、正(k％剩磁通)這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置分別預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得能通過將剩磁通為負的相設為要被閉合的第一相、同時將剩磁通為零的相(第一斷開相)設為要被閉合的第二相，將剩磁通為正的相設為要被閉合的第三相而將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中在給定剩磁通為k＝100％的前提條件下，把要被閉合的用于剩磁通為負的(-k％剩磁通)所述第一相的閉合時間點設置在從cos-1(-k/100)-30到cos-1(-k/100)+30度的范圍內的一個電角度θ，或者更具體地在330(-30)到30度范圍內的電角度，或在150到210度的范圍內的一個電角度，同時把要被閉合的用于剩磁通為零的所述第二相的閉合時間點設置在從(204+39k/100)到(264+39k/100)度的范圍內的一個電角度，或者在從(14+39k/100)到(74+39k/100)度的范圍內的一個電角度，且其中把要被閉合的用于剩磁通為正的第三相的閉合時間點設置為與所述第二相的閉合時間點相同的時間點或者后面一個時間點。
21.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Y-連接且中性點直接接地的電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的所述相的剩磁通分別為零(0％)、負(-k％剩磁通)、正(k％剩磁通)這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置分別預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得能通過將剩磁通為正的相設為要被閉合的第一相、同時將剩磁通為零的相(第一斷開相)設為要被閉合的第二相，將剩磁通為負的相設為要被閉合的第三相而將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中在給定剩磁通為k＝100％的前提條件下，把要被閉合的用于剩磁通為正的(k％剩磁通)所述第一相的閉合時間點設置在從cos-1(-k/100)-30到cos-1(-k/100)+30的范圍內的一個電角度θ，并且更具體在150到210度的范圍內的一個電角度，或者在零(0)度(電壓零點)附近的一個電角度，并且優(yōu)選在330(＝-30)到30度的范圍內的一個電角度，同時把要被閉合的用于剩磁通為零的所述第二相的閉合時間點設置在從(95+10k/100)到(155+10k/100)度的范圍內的一個電角度，或者在從(275+10k/100)到(335+10k/100)度的范圍內的一個電角度，其中把要被閉合的用于剩磁通為負的第三相的閉合時間點設置為與所述第二相的閉合時間點相同的時間點或者后面一個時間點。
22.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Y-連接且中性點直接接地的電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的所述相的剩磁通分別為零(0％)、負(-k％剩磁通)、正(k％剩磁通)這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置分別預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得能通過將剩磁通為正的相設為要被閉合的第一相、同時將剩磁通為負的相設為要被閉合的第二相，將剩磁通為零的相(第一斷開相)設為要被閉合的第三相而將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中在給定剩磁通為k＝100％的前提條件下，把要被閉合的用于剩磁通為正的(k％剩磁通)所述第一相的閉合時間點設置在從cos-1(-k/100)-30到cos-1(-k/100)+30的范圍內的一個電角度θ，并且更具體在150到210度的范圍內的一個電角度，或者在330(＝-30)到30度的范圍內的一個電角度，同時把要被閉合的用于剩磁通為負的所述第二相的閉合時間點設置在從(215+10k/100)到(275+10k/100)度的范圍內的一個電角度，或者在從(35+10k/100)到(95+10k/100)度的范圍內的一個電角度，其中把要被閉合的用于剩磁通為零的第三相的閉合時間點設置為與所述第二相的閉合時間點相同的時間點或者后面一個時間點。
23.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Y-連接且中性點直接接地的電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的所述相的剩磁通分別為零、負、正這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的每一個的剩磁通為零的所述第一和第二相的閉合時間點都設在240至300度(電壓峰值)范圍內的一個電角度附近，或設置在60至120度(電壓峰值)范圍內的一個電角度，同時把要被閉合的每一個的剩磁通為負的所述第一和第二相的閉合時間點設在從0到60度范圍內的一個電角度，或者在180到240度范圍內的一個電角度，其中把要被閉合的剩磁通為正的第三相的閉合時間點設為與所述第一和第二相的閉合時間點相同的一個時間點或者后面的一個時間點。
24.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Y-連接且中性點直接接地的所述電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的所述相的剩磁通分別為零、負、正這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的每一個的剩磁通為零的所述第一和第二相的閉合時間點都設在240至300度(電壓峰值)范圍內的一個電角度附近，或設置在60至120度(電壓峰值)范圍內的一個電角度附近，同時把要被閉合的每一個的剩磁通為正的所述第一和第二相的閉合時間點設在從120到180度范圍內的一個電角度，或者在300到360度范圍內的一個電角度，其中把要被閉合的剩磁通為負的第三相的閉合時間點設為與所述第一和第二相的閉合時間點相同的一個時間點或者后面的一個時間點。
25.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Y-連接且中性點直接接地的所述電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的所述相的剩磁通分別為零、負、正這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的每一個的剩磁通為負的所述第一和第二相的閉合時間點都設在0至60度范圍內的一個電角度，或設置在180至240度范圍內的一個電角度，同時把要被閉合的每一個的剩磁通為正的所述第一和第二相的閉合時間點設在從180到120度范圍內的一個電角度，或者在300到360度范圍內的一個電角度，其中把要被閉合的剩磁通為零的第三相的閉合時間點設為與所述第一和第二相的閉合時間點相同的一個時間點或者后面的一個時間點。
26.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Y-連接且中性點直接接地的所述電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的第一斷開相的剩磁通為零、第二斷開相的剩磁通為正第三斷開相的剩磁通為負這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置分別預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得能通過將剩磁通為零的相設為要被閉合的第一相、同時將剩磁通為正的相設為要被閉合的第二相，將剩磁通為負的相設為要被閉合的第三相而將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的剩磁通為零的所述第一相的閉合時間點設在90度電角度(電壓峰值)附近，或者為60至120度(電壓峰值)范圍內的一個電角度，同時把要被閉合的剩磁通為正的所述第二相的閉合時間點設在280電角度附近，或者在260至300度范圍內的一個電角度，其中把要被閉合的剩磁通為負的第三相的閉合時間點設為與所述第二相的閉合時間點相同的一個時間點或者后面的一個時間點。
27.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Y-連接且中性點不接地的所述電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的第一斷開相的剩磁通為零、第二斷開相的剩磁通為正、第三斷開相的剩磁通為負這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置分別預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得能通過將剩磁通為零的相設為要被閉合的第一相、同時將剩磁通為負的相設為要被閉合的第二相，將剩磁通為正的相設為要被閉合的第三相而將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的剩磁通為零的所述第一相的閉合時間點設在90度電角度(電壓峰值)附近，或者為60至120度范圍內的一個電角度，同時把要被閉合的剩磁通為負的所述第二相的閉合時間點設在40電角度附近，或者在20至60度范圍內的一個電角度，其中把要被閉合的剩磁通為正的第三相的閉合時間點設為與所述第二相的閉合時間點相同的一個時間點或者后面的一個時間點。
28.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Y-連接且中性點不接地的電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的所述相的剩磁通分別為零(0％)、負(-k％剩磁通)、正(k％剩磁通)這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置分別預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得能通過將剩磁通為正的相設為要被閉合的第一相、同時將剩磁通為負的相設為要被閉合的第二相，將剩磁通為零的相(第一斷開相)設為要被閉合的第三相而將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的用于剩磁通為正的所述第一相的閉合時間點設置在與用于所述第二相的閉合時間點相同的時間點或在用于所述第二相的閉合時間點之前的給定時間點，其中把要被閉合的用于剩磁通為負的所述第二相的閉合時間點設置在從0到60度的范圍內的一個電角度，且其中把要被閉合的用于剩磁通為零的第三相的閉合時間點設置為從60到120度的范圍內的一個電角度附近(電壓峰值)，或者在240到300度的范圍內的一個電角度附近。
29.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Y-連接且中性點不接地的電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的所述相的剩磁通分別為零(0％)、負(-k％剩磁通)、正(k％剩磁通)這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置分別預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得能通過將剩磁通為負的相設為要被閉合的第一相、同時將剩磁通為正的相設為要被閉合的第二相，將剩磁通為零的相(第一斷開相)設為要被閉合的第三相而將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的用于剩磁通為負的所述第一相的閉合時間點設置在與用于所述第二相的閉合時間點相同的時間點或在用于所述第二相的閉合時間點之前的給定時間點，其中把要被閉合的用于剩磁通為正的所述第二相的閉合時間點設置在從120到180度的范圍內的一個電角度，且其中把要被閉合的用于剩磁通為零的第三相的閉合時間點設置為從60到120度的范圍內的一個電角度，或者在240到300度的范圍內的一個電角度(電壓峰值)。
30.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Y-連接且中性點不接地的電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的所述相的剩磁通分別為零(0％)、負(-k％剩磁通)、正(k％剩磁通)這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置分別預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得能通過將剩磁通為正的相設為要被閉合的第一相、同時將剩磁通為零的相(第一斷開相)設為要被閉合的第二相，將剩磁通為負的相設為要被閉合的第三相而將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的用于剩磁通為正的所述第一相的閉合時間點設置在與用于所述第二相的閉合時間點相同的時間點或在用于所述第二相的閉合時間點之前的給定時間點，其中把要被閉合的用于剩磁通為零的所述第二相的閉合時間點設置在從300到240度的范圍內的一個電角度，且其中把要被閉合的用于剩磁通為負的第三相的閉合時間點設置為從272-k/5到332-k/5度的范圍內的一個電角度。
31.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Y-連接且中性點不接地的電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的所述相的剩磁通分別為零(0％)、負(-k％剩磁通)、正(k％剩磁通)這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置分別預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得能通過將剩磁通為零的相(第一斷開相)設為要被閉合的第一相、同時將剩磁通為正的相設為要被閉合的第二相，將剩磁通為負的相設為要被閉合的第三相而將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的用于剩磁通為零的所述第一相的閉合時間點設置在與用于所述第二相的閉合時間點相同的時間點或在用于所述第二相的閉合時間點之前的給定時間點，其中把要被閉合的用于剩磁通為正的所述第二相的閉合時間點設置在從180到120度的范圍內的一個電角度，且其中把要被閉合的用于剩磁通為負的第三相的閉合時間點設置為從(272-k/5)到(332-k/5)度的范圍內的一個電角度。
32.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Y-連接且中性點不接地的電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的所述相的剩磁通分別為零(0％)、負(-k％剩磁通)、正(k％剩磁通)這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置分別預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得能通過將剩磁通為零的相(第一斷開相)設為要被閉合的第一相、同時將剩磁通為負的相設為要被閉合的第二相，將剩磁通為正的相設為要被閉合的第三相而將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的用于剩磁通為零的所述第一相的閉合時間點設置在與用于所述第二相的閉合時間點相同的時間點或在用于所述第二相的閉合時間點之前的給定時間點，其中把要被閉合的用于剩磁通為正的所述第二相的閉合時間點設置在從60到0度的范圍內的一個電角度，且其中把要被閉合的用于剩磁通為負的第三相的閉合時間點設置為從(345-195k/100)到(405-195k/100)度的范圍內的一個電角度。
33.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Y-連接且中性點不接地的電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的所述相的剩磁通分別為零(0％)、負(-k％剩磁通)、正(k％剩磁通)這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置分別預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得能通過將剩磁通為負的相設為要被閉合的第一相、同時將剩磁通為零的相(第一斷開相)設為要被閉合的第二相，將剩磁通為正的相設為要被閉合的第三相而將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的用于剩磁通為負的所述第一相的閉合時間點設置在與用于所述第二相的閉合時間點相同的時間點或在用于所述第二相的閉合時間點之前的給定時間點，其中把要被閉合的用于剩磁通為零的所述第二相的閉合時間點設置在從300到240度的范圍內的一個電角度，且其中把要被閉合的用于剩磁通為正的第三相的閉合時間點設置為從(345-195k/100到(405-195k/100)度的范圍內的一個電角度。
34.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Y-連接且中性點不接地的所述電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的所述相的剩磁通分別為零、負、正這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的每一個的剩磁通為零的所述第一和第二相的閉合時間點都設在240至300度(電壓峰值)范圍內的一個電角度，或設置在60至120度(電壓峰值)范圍內的一個電角度附近，同時把要被閉合的每一個的剩磁通為負的所述第一和第二相的閉合時間點設在從0到60度范圍內的一個電角度，或者在180到240度范圍內的一個電角度，其中把要被閉合的剩磁通為正的第三相的閉合時間點設為與所述第一和第二相的閉合時間點相同的一個時間點或者后面的一個時間點。
35.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Y-連接且中性點不接地的所述電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的所述相的剩磁通分別為零、負、正這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的每一個的剩磁通為零的所述第一和第二相的閉合時間點都設在240至300度范圍內的一個電角度附近(電壓峰值)，或設置在60至120度范圍內的一個電角度附近(電壓峰值)，同時把要被閉合的每一個的剩磁通為正的所述第一和第二相的閉合時間點都設在從120到180度范圍內的一個電角度，或者在300到360度范圍內的一個電角度，及其中把要被閉合的剩磁通為負的第三相的閉合時間點設為與所述第一和第二相的閉合時間點相同的一個時間點或者后面的一個時間點。
36.根據(jù)權利要求2的相控制開關設備，其中在用于Y-連接且中性點不接地的所述電抗性負載每一相的剩磁通預測裝置所得到的所述相的剩磁通分別為零、負、正這樣的預測結果的基礎上，所述最佳閉合時間點預測裝置預測所述相的觸頭閉合時間點(電角度)，使得將所述相閉合時出現(xiàn)的涌流抑制為最小，其中把要被閉合的每一個的剩磁通為負的所述第一和第二相的閉合時間點都設在在0至60度范圍內的一個電角度，或設置180至240度范圍內的一個電角度，同時把要被閉合的每一個的剩磁通為正的所述第一和第二相的閉合時間點設在從120到180度范圍內的一個電角度，或者在300到360度范圍內的一個電角度，其中把要被閉合的剩磁通為零的第三相的閉合時間點設為與所述第一和第二相的閉合時間點相同的一個時間點或者后面的一個時間點。
全文摘要
一種相控制開關設備,包括用于閉合/斷開連接于△連接的三相電源的變壓器(10)的斷路器(50);用于分別驅動斷路器(50)的相觸頭的驅動裝置(54);用于預測相電壓波形的相位以及預測相電流波形的基準相檢測單元(82);預測變壓器(10)的各相中的剩磁通的剩磁通檢測單元(83);用于預測各相的最佳閉合時間點的運算處理/運行單元(81);以及用于在預測的最佳閉合時間點起動斷路器觸頭閉合運行的處理/運行控制單元(81)。
文檔編號H01H9/56GK1308354SQ00137229
公開日2001年8月15日 申請日期2000年11月24日 優(yōu)先權日1999年11月25日
發(fā)明者伊藤弘基, 平塚正樹, 香山治彥 申請人:三菱電機株式會社