1.一种110kV变压器励磁涌流抑制装置,其特征在于,包括快速开关和控制器系统,所述快速开关连接在110kV变压器高压侧与隔离开关之间,所述控制器系统控制快速开关的分合闸操作,所述快速开关由两个快速开关单元串联组成;所述快速开关单元由一个电容和一个开关并联组成,所述快速开关单元的额定电压为110kV,开断电流为40kA,分闸时间小于1.2ms,分闸分散度小于±0.1ms,分闸角误差小于3.6度,合闸时间小于15ms,合闸分散度小于±0.2ms,合闸角误差小于7.2度;电容的容值为100nF;所述控制器系统由电源电路、信号调理电路、内部触发电路、AD转换及FPGA采集控制电路、ARM计算控制电路、真空开关分合闸控制电路组成;所述电源电路用于为硬件单元中模拟电路、数字电路、IO控制电路供电;所述AD转换及FPGA采集控制电路由AD转换控制电路与FPGA采集控制电路连接组成;所述信号调理电路的输入端接入电压输入信号,所述信号调理电路的输出端分别与内部触发电路、AD转换控制电路的输入端连接,所述内部触发电路的输出端与FPGA采集控制电路连接,所述ARM计算控制电路与FPGA采集控制电路连接,所述真空开关分合闸控制电路与ARM计算控制电路连接;所述真空开关分合闸控制电路包括真空开关分闸控制电路、真空开关合闸控制电路,所述真空开关分闸控制电路、真空开关合闸控制电路分别与ARM计算控制电路连接,所述真空开关分闸控制电路、真空开关合闸控制电路均具有功率固态继电器,所述功率固态继电器与ARM计算控制电路之间连接有IO缓冲电路;内部触发电路由基准电压比较器及高速电压比较器组成,完成50Hz交流信号的过零启动采集或预设电压启动采集功能。
2.一种110kV变压器励磁涌流抑制方法,其特征在于,该方法采用选相合闸技术关合空载变压器,通过分相控制权利要求1所述110kV变压器励磁涌流抑制装置的合闸时间,在预感应磁通与铁心中的既有磁通相等时投入变压器。
3.根据权利要求2所述的一种110kV变压器励磁涌流抑制方法,其特征在于,合闸时,前两相首先关合,关合条件满足前两相的相间电压在铁心产生的预期磁通与其剩余磁通相等;第三相后关合,关合条件满足第三相在铁心产生的动态磁通和预期磁通相等。
4.根据权利要求2或3所述的一种110kV变压器励磁涌流抑制方法,其特征在于,包括以下步骤:Step1,电压采集模块确定输入电压 ;Step2,调整信号,产生一个正弦参考信号 ;Step3,确定铁心柱中的剩余磁通 、 ;Step4,零点识别,把正弦参考信号 变为方波 ;Step5,微分,生成包含脉冲的信号 ,与 的上升和下降斜率一致;Step6,整流,生成只包含 的正脉冲信号 ;Step7,计算首合相关合操作时刻 ;Step8,计算后合相关合操作时刻 ;Step9,开关闭锁控制信号 ,没有 时闭锁信号 ;Step10,时延, 与合闸动作时间的差值信号 延迟,延迟时间为 与合闸动作时间的差值,输出信号 ;Step11,时延, 延迟 ,输出信号 ;Step12,输出真空开关首合相关合控制信号 ;Step13,输出真空开关后合相关合控制信号 。
5.根据权利要求4所述的一种110kV变压器励磁涌流抑制方法,其特征在于,记录上一次变压器分闸时刻 ,AB相铁心柱内的剩余磁通 为: (1) 为稳态磁通幅值, 为角频率;AB相线圈所在的铁心柱内稳态下的磁通量 与所施加电压满足积分关系, (2)稳态磁通形成三相对称系统,因此另外两个铁心柱内相磁通被定义为: (3) (4)预期磁通与其剩余磁通相等时为最佳关合时间,则AB相投入的时刻 : (5) (6)从 时刻起,BC和CA相磁通进入暂态过程,磁通表达式如下: (7) (8) 、 表示铁心的对称系数, 是时间常数,由回路的电感和电阻决定,暂态磁通 和 计算过程如下: 、 表示AB相关合 时刻的BC、CA相的剩余磁通,则: (9) (10)将所求 、 和 代入公式(11)和公式(12),得常数 和 , (11) (12)同样BC和CA相满足预期磁通和暂态磁通相等时刻为最优关合时刻,即: (13) (14)由于前后关合的时间差 远远小于时间常数 ,则有 (15)求解得BC和CA相关合时刻 : (16)。