本发明专利技术公开了一种抑制负载变压器励磁涌流的双电源切换装置控制方法，所述控制方法用于对双电源切换装置进行切换控制，所述方法包括：(1)对所述电网电源进行监测；(2)判断所述电网电源是否发生故障；(3)若所述电网电源发生故障，则停止所述常用电源开关的驱动信号；(4)检测常用电源开关是否已经关断；(5)待常用电源开关已经关断，则开启备用电源开关。则开启备用电源开关。则开启备用电源开关。
【技术实现步骤摘要】
一种抑制负载变压器励磁涌流的双电源切换装置控制方法
[0001]本专利技术涉及电子电路领域，具体涉及一种抑制负载变压器励磁涌流的双电源切换装置控制方法。
技术介绍
[0002]随着储能装置在电网中的应用越来越广泛，双电源切换装置不仅仅局限于采用电网电源作为备用电源。备用电源采用储能装置，首先能够避免两路电网电源同时断电而负载不得不断电的情况，而且可以对储能装置产生的电能质量进行控制，从而保证负载能够有更高品质的电能供应。
[0003]而在备用电源为储能装置时，负载侧存在负载变压器时，在切换过程中也会产生严重的励磁涌流现象。针对上述现象，
技术实现思路
[0004]本专利技术对负载侧变压器在切换过程中的励磁涌流产生过程进行了分析。发现当电网电源作为备用电源时，电网电源的电压幅值和相角是固定不变的，从而仅能采用分相合闸的策略抑制励磁涌流。本专利技术基于备用电源为储能装置的双电源系统提出了一种通过备用电源进行电压补偿，从而消除切换过程中的磁通直流分量的控制方法，并进行了仿真计算验证。
[0005]具体而言，本专利技术提供一种抑制负载变压器励磁涌流的双电源切换装置控制方法，其特征在于，所述控制方法用于对双电源切换装置进行切换控制，所述双电源切换装置包括第一支路和第二支路，第一支路与电网电源相连接，所述电网电源连接至常用电源开关，进而使所述电网电源通过常用电源开关进行开关控制，第二支路接备用电源，所述备用电源包括蓄电池和逆变器，所述蓄电池的正、负极分别连接逆变器的输入端，所述逆变器输出三相交流电，所述逆变器的输出连接至备用电源开关，由所述备用电源开关进行开关控制，所述常用电源开关和所述备用电源开关并联后连接至负载变压器的输入，负载变压器的输出接目标负载，所述方法包括：
[0006](1)对所述电网电源进行监测；
[0007](2)判断所述电网电源是否发生故障；
[0008](3)若所述电网电源发生故障，则停止所述常用电源开关的驱动信号，以驱动所述常用电源开关关断，否则不进行操作；
[0009](4)检测常用电源开关是否已经关断；
[0010](5)待常用电源开关已经关断，则开启备用电源开关；
[0011]该步骤包括：
[0012](5.1)测量所述备用电源三相输出当前的各自相位和幅值；
[0013](5.2)基于所述备用电源三相输出当前的各自相位和幅值确定其各相当前的预期电压输出，并且基于该预期电压输出计算该电压对应的预期电压磁通值
[0014][0015]其中U
alt
是备用电源电压幅值，θ
alt
是备用电源电压相位。
[0016](5.3)测量所述电网电源故障瞬间，所述电网电源三相的输出电压的幅值和相角；
[0017](5.4)基于所述电网电源三相的输出电压计算所述负载变压器中，三相铁芯中的各自的剩磁
[0018]在所述电网电源断开前，所述负载变压器电压等于所述电网电源的电压，所以有
[0019]U
tr sin(ωt+θ
tr
)＝U
pre sin(ωt+θ
pre
)
[0020][0021]其中U
tr
和θ
tr
是所述负载变压器电压的幅值和相角，U
pre
和θ
pre
是所述电网电源的电压的幅值和相角，t
dis
为电网电源的断开时刻；
[0022](5.5)计算所述备用电源当前各相输出电压所对应的预期电压磁通与所述负载变压器中相应相铁芯中的剩磁之差K，
[0023](5.6)基于各相的剩磁之差计算各相的补偿电压
[0024](5.7)调节所述逆变器三相的输出电压，使得所述逆变器三相的输出分别叠加各自的补偿电压。
[0025]优选地，所述步骤(1)包括测量所述电网电源的电压有效值，并将其与预定上限或下限进行比较，以确定所述电网电源是否故障。
[0026]比如，所述备用电源三相输出当前的各自相位和幅值可以通过锁相环(PLL)和有效值采样来测得。
[0027]技术效果
[0028]1.本专利技术能够消除双电源切换装置切换过程中，负载变压器中产生的磁通直流分量，从而消除负载变压器中的励磁涌流。
[0029]2.本专利技术不会增加切换时间，不会增加负载的断电时间。
[0030]3.本专利技术备用电源三相是同时合闸，不会有备用电源缺相供电的情况。
[0031]4.本专利技术的电压补偿时间小于一个周期(工频周期为0.02s)，对负载的影响较小。
附图说明
[0032]图1为本专利技术所用于的负载侧为变压器的双电源切换装置拓扑图；
[0033]图2为电源切换过程的示意图；
[0034]图3为三相心式变压器的接线方式示意图；
[0035]图4为补偿电压与磁通的补偿关系；
[0036]图5为无电压补偿策略的电压磁通图；
[0037]图6为采用本专利技术的补偿方法之后的电压磁通图；
[0038]图7为电压补偿计算流程图；
[0039]图8为未采用磁通补偿控制的切换波形；
[0040]图9为采用本专利技术的补偿方法之后的切换波形；
[0041]图10示出了单个备用电源为多个供电支路进行备用供电的情况。
具体实施方式
[0042]下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0043]如图1所示为本专利技术所应用于的双电源供电电路(或称切换装置)，其包括第一支路和第二支路，第一支路接电网电源，比如三相10kV的电网电源，电网电源通过常用电源开关进行开关控制，第二支路接蓄电池、逆变器以及备用电源开关。
[0044]在正常情况下，为了节省成本，每个备用支路要分别为多个正常供电的支路提供备用供电支持，如图10所示，即，该蓄电池和逆变器要通过多个备用电源开关，分别与不同的供电支路的独立电网电源进行并联，以便降低成本，实现单备份电源，多供电支路的供电方式，在这种情况下，对于每个供电支路故障时所采用的控制方法与图1中所示情况是相同的。图1中仅画出了一个供电支路，不过其他供电支路的供电方式本领域技术人员应该理解。
[0045]电源开关可以采用常用电源晶闸管和备用电源晶闸管，通过负载变压器后，对敏感负载进行供电。
[0046]当常用电源故障时，就需要确定故障发生时负载变压器中，三相线圈中，各相的磁通直流分量。
[0047]下面分析磁通直流分量是励磁涌流产生的原因。
[0048]本实施例中，对负载变压器中的磁通进行的分析都是基于在电网中广泛应用的DELTA/Y型心式变压器进行。DELTA/Y型心式变压器的初级线圈的接线方式在图3中描述。由图3可知，各个铁心柱的磁通是由各个线(各相)电压产生的。
[0049]各个磁通可以由线电压积分得到，如式(1)所示：...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种抑制负载变压器励磁涌流的双电源切换装置控制方法，其特征在于，所述控制方法用于对双电源切换装置进行切换控制，所述双电源切换装置包括第一支路和第二支路，第一支路与电网电源相连接，所述电网电源连接至常用电源开关，进而使所述电网电源通过常用电源开关进行开关控制，第二支路接备用电源，所述备用电源包括蓄电池和逆变器，所述蓄电池的正、负极分别连接逆变器的输入端，所述逆变器输出三相交流电，所述逆变器的输出连接至备用电源开关，由所述备用电源开关进行开关控制，所述常用电源开关和所述备用电源开关并联后连接至负载变压器的输入，负载变压器的输出接目标负载，所述方法包括：(1)对所述电网电源进行监测；(2)判断所述电网电源是否发生故障；(3)若所述电网电源发生故障，则停止所述常用电源开关的驱动信号，以驱动所述常用电源开关关断，否则不进行操作；(4)检测常用电源开关是否已经关断；(5)待常用电源开关已经关断，则开启备用电源开关；该步骤包括：(5.1)测量所述备用电源三相输出当前的各自相位和幅值；(5.2)基于所述备用电源三相输出当前的各自相位和幅值确定其各相当前的预期电压输出，并且基于该预期电压输出计算该电压对应的预期电压磁通值输出，并且基于该预期电压输出计算该电压对应的预期电压磁通值其中U
alt
是备用电源电压幅值，θ
...
【专利技术属性】
技术研发人员：何宇，邢小平，于帅，鄢伦，雷秉霖，汪永茂，田杰，耿攀，陈涛，罗伟，魏华，
申请(专利权)人：武汉第二船舶设计研究所中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：
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