專利名稱：帶有軟啟動(dòng)功能的高壓大功率變壓器輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高壓大功率變壓器輸入裝置，具體涉及一種帶有軟啟動(dòng)功能的高壓大功率變壓器輸入裝置。
背景技術(shù)：
高壓大功率變流器整流變壓器越來(lái)越廣泛應(yīng)用于電力電子與電氣傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域， 將電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)變?yōu)樽兞髌飨到y(tǒng)所需要的電壓和電流。一般高壓大功率變流器整流變壓器在空載合閘投運(yùn)時(shí)，合閘浪涌電流峰值最高可達(dá)1(Γ15倍額定電流。而高壓大功率變流器整流變壓器的容量較大，一般為數(shù)兆伏安，甚至十幾兆伏安，其額定工作電流可以達(dá)到幾千安培。因此，高壓大功率變流器整流變壓器在空載合間投運(yùn)時(shí)，合間浪涌電流甚至可以達(dá)到數(shù)千安培。在對(duì)浪涌電流有限制的電網(wǎng)中，很大的合閘浪涌電流可能會(huì)超過(guò)電力系統(tǒng)規(guī)定的浪涌電流峰值，對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成威脅；另一方面，很大的合閘浪涌電流也可能影響變流器系統(tǒng)本身的運(yùn)行安全。因此，有必要對(duì)高壓大功率變流器整流變壓器的啟動(dòng)電流瞬態(tài)過(guò)程進(jìn)行限制。在傳統(tǒng)的高壓大功率變流器整流變壓器軟啟動(dòng)系統(tǒng)中，將多個(gè)晶閘管串聯(lián)在一起形成晶閘管組，然后串聯(lián)到變壓器一次側(cè)，通過(guò)檢測(cè)電網(wǎng)電壓相位角，在電網(wǎng)電壓相位角過(guò)零點(diǎn)附近，通過(guò)同時(shí)控制觸發(fā)變壓器對(duì)應(yīng)相所串聯(lián)的晶閘管組，而減小變壓器合閘浪涌電流。但是，在該種方法中，由于一般高壓大功率變流器整流輸入變壓器的一次側(cè)電壓較高， 需要串聯(lián)多個(gè)晶閘管串聯(lián)以形成晶閘管組，來(lái)承擔(dān)較高的變壓器一次側(cè)電壓，這樣就需要解決多個(gè)晶閘管的串聯(lián)均壓?jiǎn)栴}，同時(shí)還需要解決多個(gè)串聯(lián)晶閘管的導(dǎo)通一致性問(wèn)題，以保證系統(tǒng)正常工作。此外，還需要解決好電網(wǎng)電壓相位的檢測(cè)問(wèn)題，以保證在適當(dāng)時(shí)刻觸發(fā)導(dǎo)通相應(yīng)的串聯(lián)晶閘管組。這些都導(dǎo)致變壓器軟啟動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本也較高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供帶有軟啟動(dòng)功能的高壓大功率整流變壓器輸入裝置， 它適用于高壓大功率變流器整流變壓器的空載合閘投運(yùn)過(guò)程中，可使得合閘浪涌電流較小，減小對(duì)電網(wǎng)和變流器系統(tǒng)的沖擊，提高變流器系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、成本較低。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種帶有軟啟動(dòng)功能的高壓大功率變壓器輸入裝置，其特點(diǎn)是，包含設(shè)置在柜體內(nèi)的三相高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置和高壓電阻裝置；所述的三相高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置包含第一高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組、第二高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組、 第三高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組，該第一高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組、第二高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組、第三高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組分別串聯(lián)在高壓電網(wǎng)的三相主回路中，該第一高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組、第二高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組、第三高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組的一端連接柜體外的三相高壓電網(wǎng)的前級(jí)高壓開(kāi)關(guān)，該第一高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組、第二高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組、第三高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組的另一端連接柜體外的變壓器的一次側(cè)；[0008]所述的高壓電阻裝置包含第一高壓電阻組、第二高壓電阻組、第三高壓電阻組，所述的第一高壓電阻組、第二高壓電阻組、第三高壓電阻組分別與第一高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組、第二高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組、第三高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組對(duì)應(yīng)相連。所述的三相高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置還引出控制信號(hào)線和狀態(tài)反饋線，該控制信號(hào)線和狀態(tài)反饋線分別與柜體外的控制系統(tǒng)相連；所述的第一高壓電阻組包含N1個(gè)串聯(lián)的第一高壓電阻，第二高壓電阻組包含 N1個(gè)串聯(lián)的第二高壓電阻，第三高壓電阻組包含N1個(gè)串聯(lián)的第三高壓電阻。所述的第一高壓電阻、第二高壓電阻、第三高壓電阻分別由多片電阻片串聯(lián)構(gòu)成。所述的第一高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組包含N2個(gè)串聯(lián)的第一高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)，第二高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組包含N2個(gè)串聯(lián)的第二高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)，第三高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)包含N2個(gè)串聯(lián)的第三高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)。所述的N1與N2的數(shù)值相等。所述的第一高壓電阻組中的N1個(gè)串聯(lián)的第一高壓電阻與相對(duì)應(yīng)的第一高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組中的N2個(gè)串聯(lián)的第一高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)一一對(duì)應(yīng)并聯(lián)連接；所述的第二高壓電阻組中的 N1個(gè)串聯(lián)的第二高壓電阻與相對(duì)應(yīng)的第二高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組中的N2個(gè)串聯(lián)的第二高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)一一對(duì)應(yīng)并聯(lián)連接；所述的第三高壓電阻組中的&個(gè)串聯(lián)的第三高壓電阻與相對(duì)應(yīng)的第三高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組中的N2個(gè)串聯(lián)的第三高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)一一對(duì)應(yīng)并聯(lián)連接。本實(shí)用新型帶有軟啟動(dòng)功能的高壓大功率變壓器輸入裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型由于采用控制系統(tǒng)，因而可對(duì)三相高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置的開(kāi)合動(dòng)作進(jìn)行控制且控制方便，保證了變壓器的正常運(yùn)行，并能夠?yàn)樽儔浩鞯南麓瓮度脒\(yùn)行做好準(zhǔn)備。本實(shí)用新型由于采用高壓電阻裝置與三相高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置并聯(lián)，即串聯(lián)在電網(wǎng)和變壓器之間，從而可使得變壓器一次側(cè)的電流受到限制，且該電流值由高壓電阻的阻值來(lái)決定，因而，選用合適阻值的高壓電阻即可使得合閘浪涌電流較小，減小對(duì)電網(wǎng)和變流器系統(tǒng)的沖擊，提高變流器系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，且替代了復(fù)雜的串聯(lián)晶閘管組軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)，使得高壓大功率變壓器輸入裝置結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化、成本大大降低。

圖1是本實(shí)用新型帶有軟啟動(dòng)功能的高壓大功率變壓器輸入裝置的主電路安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型帶有軟啟動(dòng)功能的高壓大功率變壓器輸入裝置的主電路原理圖；圖3是本實(shí)用新型帶有軟啟動(dòng)功能的高壓大功率變壓器輸入裝置的主電路在電網(wǎng)中的連接原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1所示，為帶有軟啟動(dòng)功能的高壓大功率變壓器輸入裝置，其包含設(shè)置在柜體4內(nèi)的三相高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置1和高壓電阻裝置2。[0023]如圖2和圖3所示，該三相高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置1包含第一高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組11、第二高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組12、第三高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組13，分別對(duì)應(yīng)三相高壓電的三相并分別串聯(lián)在高壓電網(wǎng)的三相主回路中，該第一高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組11、第二高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組12、第三高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組13的一端連接柜體4外的三相高壓電網(wǎng)中的前級(jí)高壓開(kāi)關(guān)SW1，其另一端連接柜體4外的變壓器TRl的一次側(cè)；該三相高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置1還引出控制信號(hào)線15和狀態(tài)反饋線14，分別連接柜體4外部的控制系統(tǒng)。其中，第一高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組11、第二高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組12、第三高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組13可以分別是單個(gè)高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)，也可分別由多個(gè)高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)串聯(lián)而成。在本實(shí)施例中，第一高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組11由兩個(gè)高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)111串聯(lián)而成，第二高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組12由兩個(gè)電動(dòng)開(kāi)關(guān)121串聯(lián)而成，第三高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組13由兩個(gè)高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)131串聯(lián)而成。電動(dòng)開(kāi)關(guān)可以選用真空接觸器，也可以選用可重復(fù)多次開(kāi)合的電動(dòng)開(kāi)關(guān)。高壓電阻裝置2通過(guò)絕緣支撐件3固定在柜體4內(nèi)，其包含第一高壓電阻組21、第二高壓電阻組22、第三高壓電阻組23，分別對(duì)應(yīng)三相高壓電的三相，該第一高壓電阻組21 與第一高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組11并聯(lián)連接，第二高壓電阻組22與第二高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組12并聯(lián)連接，第三高壓電阻組23與第三高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組13并聯(lián)連接；其中，第一高壓電阻組21、 第二高壓電阻組22、第三高壓電阻組23可以分別是單個(gè)電阻，也可分別由多個(gè)電阻串聯(lián)而成，數(shù)量與每組高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組中串聯(lián)的高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)的個(gè)數(shù)相同。在本實(shí)施例中，第一高壓電阻組21包含兩個(gè)串聯(lián)的高壓電阻211 ；第二高壓電阻組22包含兩個(gè)串聯(lián)的高壓電阻 221 ；第三高壓電阻組23包含兩個(gè)串聯(lián)的高壓電阻231。前述的串聯(lián)的電阻由多片電阻片 24串聯(lián)而成，該電阻片24的材料選用不銹鋼、鑄鐵或其他合適的材料，能夠很好地解決單個(gè)高壓電阻額定工作電壓高、額定功率大的難題，且電阻的雜散參數(shù)統(tǒng)一，便于串并聯(lián)。因此，如圖2所示，在本實(shí)施例中，兩個(gè)高壓電阻211分別與兩個(gè)高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)111 一一對(duì)應(yīng)并聯(lián)連接；兩個(gè)高壓電阻221分別與兩個(gè)高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)121 —一對(duì)應(yīng)并聯(lián)連接； 兩個(gè)高壓電阻231分別與兩個(gè)高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)131 —一對(duì)應(yīng)并聯(lián)連接。本實(shí)施例中，三相高壓電網(wǎng)的額定電壓為10千伏。因此，第一高壓電阻組21、第二高壓電阻組22、第三高壓電阻組23的阻值分別為30歐姆，則每個(gè)高壓電阻的阻值定為15 歐姆；高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)單相的額定電壓為10千伏，額定電流為600安培。如圖3所示，當(dāng)該帶有軟啟動(dòng)功能的高壓大功率變壓器輸入裝置工作時(shí)，柜體4外部的控制系統(tǒng)通過(guò)三相高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置1的狀態(tài)反饋線14發(fā)送控制指令，從而斷開(kāi)三相高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置1，在接收到三相高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置1的控制信號(hào)線15發(fā)出的斷開(kāi)狀態(tài)信號(hào)后，控制系統(tǒng)則允許前級(jí)高壓開(kāi)關(guān)SWl閉合。這樣，第一高壓電阻組21、第二高壓電阻組22、第三高壓電阻組23就被串聯(lián)入三相高壓電網(wǎng)中，使得變壓器一次側(cè)的電流受到限制，且該電流值由高壓電阻組的阻值決定，可使合閘浪涌電流較小，減小對(duì)電網(wǎng)和變流器系統(tǒng)的沖擊，從而對(duì)變壓器TRl形成了有效保護(hù)。經(jīng)過(guò)2秒后，變壓器TRl中建立起了電流， 這時(shí)通過(guò)控制系統(tǒng)合上三相高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置1，變壓器TRl即可以正常工作了 ；當(dāng)前級(jí)高壓開(kāi)關(guān)SWl斷開(kāi)后，變壓器停止工作，再通過(guò)控制系統(tǒng)斷開(kāi)三相高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置1，在控制系統(tǒng)接收到控制信號(hào)線15發(fā)出的斷開(kāi)狀態(tài)后，帶有軟啟動(dòng)功能的高壓大功率變壓器輸入裝置即可以為變壓器TRl的下次投入運(yùn)行做好準(zhǔn)備。綜上所述，上述的帶有軟啟動(dòng)功能的高壓大功率變壓器輸入裝置，可使得合閘浪涌電流較小，減小對(duì)電網(wǎng)和變流器系統(tǒng)的沖擊，提高變流器系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、成本較低。 盡管本實(shí)用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本實(shí)用新型的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求1.一種帶有軟啟動(dòng)功能的高壓大功率變壓器輸入裝置，其特征在于，包含設(shè)置在柜體 (4)內(nèi)的三相高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置(1)和高壓電阻裝置(2)；所述的三相高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置(1)包含分別串聯(lián)在高壓電網(wǎng)的三相主回路中的第一高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組(11)、第二高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組(12)、第三高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組(13)，該第一高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組(11)、第二高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組(12)和第三高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組(13)的一端連接柜體 (4)外的三相高壓電網(wǎng)的前級(jí)高壓開(kāi)關(guān)(SW1)，該第一高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組(11)、第二高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組(12)和第三高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組(13)的另一端連接柜體(4)外的變壓器(TRl)的一次側(cè)；所述的高壓電阻裝置(2)包含第一高壓電阻組(21)、第二高壓電阻組(22)、第三高壓電阻組(23 )，所述的第一高壓電阻組(21 )、第二高壓電阻組(22 )、第三高壓電阻組(23 )分別與第一高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組(11)、第二高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組(12)、第三高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組(13)對(duì)應(yīng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有軟啟動(dòng)功能的高壓大功率變壓器輸入裝置，其特征在于，所述的三相高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置(1)還包含引出的控制信號(hào)線(15)和狀態(tài)反饋線(14)， 該控制信號(hào)線(15)和狀態(tài)反饋線(14)分別與柜體(4)外的控制系統(tǒng)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有軟啟動(dòng)功能的高壓大功率變壓器輸入裝置，其特征在于，所述的第一高壓電阻組(21)包含N1個(gè)串聯(lián)的第一高壓電阻(211)，第二高壓電阻組 (22)包含N1個(gè)串聯(lián)的第二高壓電阻(221)，第三高壓電阻組(23)包含N1個(gè)串聯(lián)的第三高壓電阻(231)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有軟啟動(dòng)功能的高壓大功率變壓器輸入裝置，其特征在于，所述的第一高壓電阻(211)、第二高壓電阻(221)、第三高壓電阻(231)分別由多片電阻片(24)串聯(lián)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有軟啟動(dòng)功能的高壓大功率變壓器輸入裝置，其特征在于，所述的第一高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組(11)包含N2個(gè)串聯(lián)的第一高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)(111)，第二高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組(12)包含N2個(gè)串聯(lián)的第二高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)(121)，第三高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)(13)包含N2 個(gè)串聯(lián)的第三高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)(131)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶有軟啟動(dòng)功能的高壓大功率變壓器輸入裝置，其特征在于，所述的N1與N2的數(shù)值相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶有軟啟動(dòng)功能的高壓大功率變壓器輸入裝置，其特征在于，所述的第一高壓電阻組(21)中的N1個(gè)串聯(lián)的第一高壓電阻(211)與相對(duì)應(yīng)的第一高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組(11)中的N2個(gè)串聯(lián)的第一高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)(111) 一一對(duì)應(yīng)并聯(lián)連接；所述的第二高壓電阻組(22)中的N1個(gè)串聯(lián)的第二高壓電阻(221)與相對(duì)應(yīng)的第二高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組(12)中的N2個(gè)串聯(lián)的第二高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)(121)—一對(duì)應(yīng)并聯(lián)連接；所述的第三高壓電阻組(23)中的N1個(gè)串聯(lián)的第三高壓電阻(231)與相對(duì)應(yīng)的第三高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)組(13)中的N2個(gè)串聯(lián)的第三高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)(131)—一對(duì)應(yīng)并聯(lián)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種帶有軟啟動(dòng)功能的高壓大功率變壓器輸入裝置，包含三相高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置和高壓電阻裝置，三相高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置一端與前級(jí)高壓開(kāi)關(guān)相連，另一端與變壓器的一次側(cè)相連。高壓電阻裝置分為三組高壓電阻組，高壓電阻組分別與相對(duì)應(yīng)相的高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)并聯(lián)連接。柜體外部的控制系統(tǒng)斷開(kāi)三相高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置并允許前級(jí)高壓開(kāi)關(guān)閉合，高壓電阻組被串聯(lián)入高壓電網(wǎng)，使變壓器一次側(cè)的電流受到限制，當(dāng)變壓器建立電流后，控制系統(tǒng)合上三相高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置，變壓器工作；當(dāng)前級(jí)高壓開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，變壓器停止工作，控制系統(tǒng)斷開(kāi)三相高壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置即為變壓器的下次運(yùn)行做好準(zhǔn)備，減小對(duì)電網(wǎng)和變流器系統(tǒng)的沖擊，提高變流器系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
文檔編號(hào)H02J3/38GK202059182SQ20112008197
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者蘭志明, 史黎明, 朱春毅, 李凡, 楊瓊濤, 段巍, 王成勝, 秦峰 申請(qǐng)人:上海磁浮交通發(fā)展有限公司, 上海磁浮交通工程技術(shù)研究中心