技术摘要：
本发明公开了一种应用于可控逆变的工频变压器励磁涌流抑制策略。其技术方案包括：一，在工频变压器一次侧，采用单片机控制H桥电路输出工频电压；二，软起动，防止初次启动时产生励磁涌流；三，在工频变压器一次侧电压的过零点切除变压器，记录该过零点的电压方向变化状  全部
背景技术：
终端备电：目前，配电网自动化领域中的用电信息采集终端多为电网直接取电，一 旦电网断电，采集终端将无法正常工作。终端备电设备可以在电网断电时，通过将备用电源 中的直流电逆变输出为满足要求的交流电，稳定地为采集终端供电，保证其能够持续正常 地进行抄表工作。 励磁涌流：励磁涌流是指变压器全电压充电时，由于变压器磁芯的非线性饱和特 性以及变压器投入前磁芯中剩余磁通的影响，在其绕组中产生的暂态电流。该电流最大可 达额定电流的8-10倍，并含有很大的谐波分量(主要是二次和三次谐波)，会对变压器绕组 机械稳定性和绝缘强度产生巨大危害，而且常常造成差动保护动作。 差动保护：差动保护作为变压器的主要保护，会对过高的电流，例如短路电流，进 行速断保护，以防止高电流使变压器绕组变形。在空载变压器合闸的瞬间，会随机产生一个 很高的电流，在一段时间内会返回正常范围。这个高电流并不是短路电流，但也足以使变压 器差动保护动作，导致变压器在启动的瞬间被保护断开从而无法启动。 选相合闸：核心思想是在磁通过零点，即正弦电压的两个峰值点(π/2或3π/2)进行 合闸，以防止暂态磁通的产生，以避免空载合闸冲击电流的产生。但是由于断路器开关固有 的机械特性往往会带来合闸延时，从而错过合闸的最佳时刻而产生偏磁。而且选相合闸技 术的合闸时刻与磁芯中的剩磁有关，但变压器中剩磁难以测量，因此应用中还是有诸多不 便。
技术实现要素：
本发明针对上述问题，克服现有技术的不足，提出一种应用于可控逆变的工频变 压器励磁涌流抑制策略。该方法通过电网电压采样来检测电网工作状态，并由单片机控制 负载继电器的状态切换，保证负载的持续供电。为提高控制精度，避免传统方案中由于断路 器开关固有的机械特性而带来合闸延时，采用单片机控制H桥电路输出变压器一次侧交流 电压；通过主动控制交流电压的投切点，保证变压器一次侧交流电压的输入和停止时刻均 发生在在特定的过零点，减小变压器一次侧电压投入时变压器磁芯的磁通，从而抑制变压 器励磁涌流，避免差动保护动作，保证可控逆变中工频变压器工作状态的稳定性和可靠性。 本发明采取如下技术方案解决上述技术问题： 一种降低应用于可控逆变的工频变压器励磁涌流策略，包括以下步骤， 步骤一，在工频变压器一次侧，采用单片机控制H桥电路，使其能够输出可控相位 的工频电压； 步骤二，软起动，将工频变压器一次侧电压逐渐提升至额定电压并空载稳定运行 3 CN 111600295 A 说　明　书 2/4 页 一段时间； 步骤三，在工频变压器一次侧电压特定的过零点时停止H桥电路输出，记录并保存 该过零点的方向； 步骤四，基于AD采样单元，检测电网的供电状态，并根据电网供电状态控制负载继 电器执行分合闸动作。 步骤一中，通过单片机控制H桥输出工频电压，并采用LC滤波器进行谐波补偿，即 对于需要截止的高频，利用电容吸收，电感阻碍的方法不使其通过，对于需要的低频利用电 容高阻，电感低阻的特点使其通过； 步骤二中，变压器软起动是通过单片机控制H桥输出变压器一次侧交流电压，依据 设定曲线逐渐将电压升至额定电压并防止初次启动时励磁涌流的产生。 步骤三中，采用单片机控制H桥输出变压器一次侧交流电压，为保证H桥电路输出 电压的稳定性，本发明选择在工频变压器一次侧电压特定的过零点投切变压器交流电源； 过零点为工频变压器一次侧电压过零点，其方向可以为由负到正过零，也可以是由正到负 过零，但必须保证变压器切除和投入是的电压过零点的方向是一致的。 步骤四中，AD采样是通过设计差分采样电路对电网电压进行采样，采样值输入至 单片机AD转换单元；执行的相应操作为： 若电网正常供电，由单片机控制，每隔一小时输出PWM波，自检H桥是否短路，并且 在输出电压特定的过零点停止发波； 若电网断电，在断电n个周期后，控制H桥电路在特定电压过零点处输出变压器一 次侧交流电压，并将负载投入变压器二次侧。其中，变压器一次侧交流电压在相同的过零点 输入和停止，是为了延续切除时状态，从而抑制变压器投入瞬间所产生的暂态磁通；H桥输 出的交流电压选择在过零点投入，是由于投切瞬间滤波电容两端的电压不能突变，电感中 的电流不能突变。 若电网断电一段时间后恢复供电，基于AD采样单元判断电网运行是否稳定，若稳 定，将负载投入电网。 本发明的有益效果是：本发明提供了一种应用于可控逆变的工频变压器励磁涌流 抑制策略，本发明无需估计变压器磁芯剩磁，变压器一次侧交流电压的输入和停止时刻都 选择在电压特定的过零点，使剩磁沿剩磁曲线向衰减方向变化，明显降低了变压器投入时 的励磁涌流，避免差动保护动作，可保证备用电源工作状态的稳定性和可靠性；而且采用单 片机调制PWM控制H桥输出变压器一次侧电压，可以不用考虑传统策略中断路器闭合时间及 其铁芯剩磁，控制精度更高；另外本发明的应用环境为电网断电时由备用电源为用电采集 终端供电，其工频变压器交流电压的输入和停止时刻是可以主动控制的，操作更灵活。 附图说明 图1为本发明应用环境示意图。 图2为本发明抑制可控工频变压器励磁涌流方法总体流程图。 图3为本发明策略中软起动电压波形图。 图4为本发明备电电源投切点选择策略示意图。 图5为本发明中采用本发明抑制策略，变压器绕组一次侧输入电压和励磁电流示 4 CN 111600295 A 说　明　书 3/4 页 意图； 图6为本发明中电网工作状态、变压器空载和负载投入时变压器绕组一次侧输入 电压、变压器输出电压和励磁电流的波形图。