專利名稱：特高壓調(diào)壓變壓器保護(hù)的等效瞬時(shí)電感涌流閉鎖判別方法
特高壓調(diào)壓變壓器保護(hù)的等效瞬時(shí)電感涌流閉鎖判別方法專利領(lǐng)域本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種特高壓調(diào)壓變壓器保護(hù)的等效瞬時(shí)電感涌流閉鎖判別方法。
背景技術(shù)：
特高壓輸電是世界電網(wǎng)發(fā)展領(lǐng)域的一項(xiàng)嶄新事業(yè)，處于電網(wǎng)科技發(fā)展的前沿，目前國內(nèi)外沒有成熟的經(jīng)驗(yàn)。IOOOkV特高壓變壓器結(jié)構(gòu)特殊，由主體變壓器和調(diào)壓變壓器兩部分組成，主變壓器高、中、低壓側(cè)采用Yru Yn、dll的繞組接線方式，額定容量為1000/1000/334MVA，各側(cè)的額定電壓為1050/3:525/3±4X I. 25%: llOkV，并采用中性點(diǎn)無勵(lì)磁調(diào)壓方式，與傳統(tǒng)的變壓器結(jié)構(gòu)有很大區(qū)別，尤其是采用了外接調(diào)壓變壓器的分體調(diào) 壓方式和配置了單獨(dú)的調(diào)壓繞組和補(bǔ)償繞組差動(dòng)保護(hù)(如圖I所示)。但現(xiàn)在已有的勵(lì)磁涌流判別原理都是針對(duì)于傳統(tǒng)變壓器進(jìn)行的研究，應(yīng)用于特高壓變壓器時(shí)并不一定能夠準(zhǔn)確地識(shí)別勵(lì)磁涌流。實(shí)際特高壓調(diào)壓變差動(dòng)保護(hù)采用分相閉鎖方式以及傳統(tǒng)的二次諧波制動(dòng)方案，然而有關(guān)的理論分析和仿真研究表明由于特高壓變壓器的特殊結(jié)構(gòu)以及隨著鐵心材料的變化，特高壓變壓器三相勵(lì)磁涌流的二次諧波含量有可能處于二次諧波門檻值以下，分相閉鎖方式會(huì)導(dǎo)致誤動(dòng)；而遠(yuǎn)距離長線路輸電使得內(nèi)部故障時(shí)暫態(tài)電流產(chǎn)生較大的二次諧波，會(huì)導(dǎo)致拒動(dòng)。具體來說，，一般情況下，特高壓變壓器空載合閘時(shí)，調(diào)壓變?nèi)鄤?lì)磁涌流中的二次諧波含量遠(yuǎn)大于15%，利用傳統(tǒng)二次諧波閉鎖判據(jù)，可以有效閉鎖保護(hù)；然而當(dāng)主變或調(diào)壓變含有較大剩磁時(shí)，在某些合閘條件下可能導(dǎo)致調(diào)壓變涌流中的一相低于15%，最低甚至低至5%，可能導(dǎo)致誤動(dòng)，如圖3所示。如圖2所示的當(dāng)空投于三相短路或兩相接地故障時(shí)，故障相二次諧波含量遠(yuǎn)低于15%，即至少有兩相差流的二次諧波含量低于15% ;非故障相表現(xiàn)為涌流特征，其二次諧波含量非常高。然而當(dāng)空投于單相匝間/匝地故障時(shí)，僅有一相差流的二次諧波含量低于15%，與調(diào)壓變深度飽和時(shí)的勵(lì)磁涌流波形類似，如圖3b所示。因此，應(yīng)用得最廣泛的二次諧波分相閉鎖判據(jù)在特高壓調(diào)壓變差動(dòng)保護(hù)中存在局限性。近年來，利用變壓器的勵(lì)磁支路非線性特性來鑒別勵(lì)磁涌流的思想被提出，并因其在理論上具有較好的識(shí)別效果而逐漸受到關(guān)注。葛寶明，于學(xué)海，王祥珩，等在《電力系統(tǒng)自動(dòng)化.2004，28 (7):44-48》中發(fā)表的“基于等效瞬時(shí)電感判別變壓器勵(lì)磁涌流的新算法”中提出了利用等效瞬時(shí)電感的變化特征來區(qū)分變壓器勵(lì)磁涌流與內(nèi)部故障電流的算法，然而這種利用等效瞬時(shí)電感變化量的判別方法存在一定的局限性其一，對(duì)具有Υ-Λ接線方式的變壓器而言，由于變壓器兩側(cè)電流相位不一致，必須采取一定的措施來調(diào)整差流平衡，然而無論采取怎樣的措施，都會(huì)造成計(jì)算得到的差流與實(shí)際差流存在一定的偏差，因此，無法準(zhǔn)確地刻畫變壓器勵(lì)磁支路的非線性變化特征；其二，在特高壓調(diào)壓變的原邊繞組安裝電壓測量元件是不符合工程實(shí)際的，也就是說無法直接測量原邊繞組的端口電壓，因而無法準(zhǔn)確計(jì)算等效瞬時(shí)電感，這都限制了等效瞬時(shí)電感方法的采用。綜上所述，在一般情況下，這種基于等效瞬時(shí)電感的判據(jù)不具有實(shí)用性。因此，在利用等效瞬時(shí)電感變化特征判別涌流的思想基礎(chǔ)上，突破其應(yīng)用于特高壓變壓器差動(dòng)保護(hù)時(shí)存在的障礙，尋求一種適用于特高壓調(diào)壓變差動(dòng)保護(hù)的新算法就顯得尤為重要，參考葛寶明，于學(xué)海，王祥珩，等發(fā)表的“基于等效瞬時(shí)電感判別變壓器勵(lì)磁涌流的新算法”(《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》.2004,28 (7)44-48)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述特高壓調(diào)壓變壓器差動(dòng)保護(hù)可靠性不足的問題，提出一種特高壓調(diào)壓變壓器保護(hù)的等效瞬時(shí)電感涌流閉鎖判別方法，特高壓調(diào)壓變壓器由三個(gè)獨(dú)立的單相變壓器組成，采用Υ-Λ接線方式，副邊側(cè)安裝的TA5接于△側(cè)繞組內(nèi)部，由此所測得的原副邊電流不存在相位差，可以直接求取準(zhǔn)確的差動(dòng)電流id ;其特征在于，包括以下步驟I)首先求出特高壓調(diào)壓變壓器的A相、B相和C相的動(dòng)作電流和制動(dòng)電流，動(dòng)作電流為/ 丨，制動(dòng)電流為廣-皂)|，其中，/丨和a分別為調(diào)壓變壓
器原邊側(cè)和副邊側(cè)電流互感器的二次電流，(參考張保會(huì)，尹項(xiàng)根等編寫的《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》中國電力出版社，第二版.2010年3月166-177);2)對(duì)A、B、C三相分別比較動(dòng)作電流和制動(dòng)電流，判斷是否進(jìn)入比率制動(dòng)特性的動(dòng)作區(qū)；當(dāng)i相處于制動(dòng)區(qū)時(shí)，將i相的等效瞬時(shí)電感方差σ Li置為一大于ε的常數(shù)(ε為門檻值)并留有足夠裕度(大量的仿真實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)門檻值ε取O. Ofl時(shí)能正確區(qū)分涌流和內(nèi)部故障，此處，所述ε取O. 1，所置常數(shù)設(shè)定為1)，i相為A相、B相或C相，oL表示由一周波內(nèi)的等效瞬時(shí)電感計(jì)算出的變化量；當(dāng)i相進(jìn)入動(dòng)作區(qū)時(shí),則對(duì)i相進(jìn)行等效瞬時(shí)電感變化量分析，并計(jì)算i相的等效瞬時(shí)電感方差OLi ；3)若等效瞬時(shí)電感方差高于門檻值ε，8卩σ Li > ε，則判為涌流，閉鎖該相保護(hù)，否則判為該相故障；4)輸出判斷結(jié)果。勵(lì)磁涌流和故障電流在波形上的差異只是一種表征現(xiàn)象，并非二者最本質(zhì)的區(qū)另IJ，產(chǎn)生勵(lì)磁涌流的最根本原因在于變壓器鐵芯飽和而導(dǎo)致勵(lì)磁電感出現(xiàn)周期性變化。所述等效瞬時(shí)電感變化量分析過程如下(I)首先定義等效瞬時(shí)電感為從原邊繞組端口看進(jìn)去的等效瞬時(shí)勵(lì)磁電感,其計(jì)算公式如下
權(quán)利要求
1.一種特高壓調(diào)壓變壓器保護(hù)的等效瞬時(shí)電感涌流閉鎖判別方法，特高壓調(diào)壓變壓器由三個(gè)獨(dú)立的單相變壓器組成，采用Υ-Λ接線方式，副邊側(cè)安裝的TA5接于Λ側(cè)繞組內(nèi)部，由此所測得的原副邊電流不存在相位差，可以直接求取準(zhǔn)確的差動(dòng)電流id ; 其特征在于，包括以下步驟 1)首先求出特高壓調(diào)壓變壓器的A相、B相和C相的動(dòng)作電流和制動(dòng)電流，如圖I所示， I動(dòng)作電流為
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述特高壓調(diào)壓變壓器保護(hù)的等效瞬時(shí)電感涌流閉鎖判別方法，其特征在于，所述等效瞬時(shí)電感變化量分析過程如下 (1)首先定義等效瞬時(shí)電感為從原邊繞組端口看進(jìn)去的等效瞬時(shí)勵(lì)磁電感，其計(jì)算公式如下
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述特高壓調(diào)壓變壓器保護(hù)的等效瞬時(shí)電感涌流閉鎖判別方法，其特征在于，所述通過間接計(jì)算的方法獲得等效的調(diào)壓變壓器原邊繞組端口電壓，設(shè)調(diào)壓變壓器原邊繞組的端口電壓為U1，根據(jù)合閘時(shí)分接頭所處的檔位得到調(diào)壓變壓器變比即原副邊繞組匝數(shù)之比K1，那么調(diào)壓變壓器副邊繞組電壓為$。又因調(diào)壓變壓器副邊繞組與主變壓器低壓繞組并聯(lián)，若主變壓器公共繞組和低壓繞組的變比為K2,則公共繞組電壓為 。若500KV母線處的相電壓為Up (可由母線處安裝的電壓互感器(PT)求取)，則
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域的一種特高壓調(diào)壓變壓器保護(hù)的等效瞬時(shí)電感涌流閉鎖判別方法。首先求出特高壓調(diào)壓變壓器的A相、B相和C相的動(dòng)作電流和制動(dòng)電流，通過比較動(dòng)作電流和制動(dòng)電流判斷該相是否進(jìn)入比率制動(dòng)特性的動(dòng)作區(qū)；對(duì)進(jìn)入動(dòng)作區(qū)的相別，利用電壓變換的方法根據(jù)特高壓變壓器主變中壓側(cè)電壓求出調(diào)壓變等效端口電壓，計(jì)算該相等效瞬時(shí)電感方差σLi； 若等效瞬時(shí)電感方差高于門檻值ε，即σLi＞ε，則判為涌流，閉鎖該相保護(hù)，否則判為該相故障，最后輸出判斷結(jié)果。本發(fā)明重點(diǎn)解決了特高壓調(diào)壓變壓器深度飽和時(shí)涌流與匝間/匝地故障的鑒別問題，反映故障和涌流的本質(zhì)區(qū)別，有效提高了特高壓變壓器保護(hù)的可靠性。
文檔編號(hào)G01R31/00GK102879671SQ201210344440
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者鄭濤, 陳佩璐, 盧婷 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)