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涌流抑制器装置（选相分合闸装置）

一、装置介绍

  涌流抑制装置又称CH-600断路器选相分合闸装置，是在用于在投切变压器、电容器组和电抗器等非线性负载支路时，抑制产生的励磁涌流及过电压的电子设备，属于深圳川合电力科技有限公司的自动控制类产品，主要应用于电力系统及海上风电领域，其装置根据基于磁链守恒原理研究出的相位控制技术，针对不同类型的断路器及不同类型的负载，设计了方便灵活的设置控制参数及定值，通过采取不同的控制策略，实现精确控制各类断路器分合闸时的相位角，实现利用二次设备对电力系统一次设备的协调控制，实现了对操作过电压和涌流的有效抑制。该设备包括装置主机体以及设置于所述装置主机体内部的主控制器及电源组件，主控制器内部设置有集成FPGA+ARM双核处理器，通过主控制器连接有用于采集电网三相电压相位信号的电压互感器、电流互感器，同时连接有高频信号注入模块以及机械参数监测总线，同时还配有执行机构层，执行机构层由三相独立操作机构、压力监测节点组成。

  其代表性产品CH-600型设备，已在许多电力系统及海上风电项目中投运使用，典型应用案例包括云南神火铝业220kV生产项目励磁涌流抑制装置购置，可将涌流峰值从8至9倍，抑制到1倍以内，涌流抑制效果明显，大大保障了生产设备投运时的安全性及可靠性。

二、励磁涌流的危害性

变压器励磁涌流可能会导致电气设备承受较大的电流而过载或烧毁

在变压器投运时，突然大电流也可能导致电网电压波动，甚至引起电网的短暂失稳。

励磁涌流及其引起的操作过电压均会对变压器及断路器等电气设备造成损坏;

励磁涌流也会引起临近正在运行的变压器产生和应涌流而跳闸; 引起电网电压骤升骤降, 影响其他电气设备正常。

三、励磁涌流产生原因

  变压器等负载的励磁涌流的产生机理是基于电感线圈遵循磁链守恒原理, 即与电感线圈交链的磁通不能突变。一些工况运行时, 变压器高压侧发生电压骤增时, 基于磁链守恒定律引起的瞬变过程产生偏磁导致铁芯过度饱和, 进而使变压器励磁电流急剧增大, 其数值可达正常运行空载电流的数十倍。励磁涌流的出现增加了变压器继电保护装置误动的概率, 这是因为保护装置难以正确识别励磁涌流和故障电流的差别。尤其是差动保护在变压器空载投入 (差动区内无故障) 、差动区外故障切除后穿越电流及过激磁都可能引起误动。

四、工作原理

  变压器励磁涌流的产生机理是基于电感线圈遵循磁链守恒原理， 即与电感线圈交链的磁通不能突变，而磁通在相位上滞后电压 90°。 因此在变压器内部无剩余磁通时，选择在电压峰值，磁通为0时合闸将有效避免涌流的产生；而在变压器内部有剩余磁通时，若能得知剩磁的极性和数值，依据电压积分算得在预期的磁通等于剩磁通的瞬间合闸，也将有效避免涌流的产生。因而在必须考虑变压器内部有剩磁的情况下，抑制涌流的最佳策略是无论分相操作或联动操作，同时对分闸合闸进行同步控制；在不能进行分闸控制的场合下，使用分相合闸同步控制，也能取得良好的涌流抑制效果。对于三相分相机构的断路器而言，可选择三相电压在各自电压峰值处90°或270°的角度合分闸，此刻变压器三相铁芯合闸产生的偏磁和分闸残留的剩磁均趋于0，使磁路不叠加从而达到抑制励磁涌流的效果。对于三相联动机构的断路器而言，三相分闸时分闸角度各相差 120°，三相剩磁极性和大小各异，但合闸时三相的合闸角也相差 120°，三相偏磁极性也各不相同，只要分闸相位和合闸相位相同，则对于特定某相磁路来说，其偏磁和剩磁的相位恰好相反，叠加时相互抵消，从而达到抑制励磁涌流的效果。变压器磁通相互抵消（磁通互克原理）实现：在变 压器断电时记忆电压分闸角，上电时选择与分闸角相近的相位角合闸（用偏磁抵消剩磁），此原理方法也适用于断路器三相分相操作。

        CH-600涌流抑制装置针对不同类型的负荷特性采取不同的控制策略，有效抑制涌流过电压等暂态冲击。其中针对变压器，采用“剩磁与偏磁互克” 原理解决了变压器投切时产生涌流的技术难题，采用 磁通互相抵消的原理从根本上使得变压器在受电瞬间磁通不再饱和，根除了涌流产生的原因。采用此技术可解决断路器动作分散性和投切变压器开关三相联动的问题，解决原有相控技术存在局限应用的缺陷，使得选相合闸技术应用更为广泛，很好地解决了变电站主变、换流站的换流变和站用变投切产生涌流的问题，大大提高了设备的安全运行水平。