本發(fā)明涉及一種變壓器涌流閉鎖的判別方法。

背景技術(shù)：
變壓器是電力系統(tǒng)中必不可少的重要設(shè)備，為防止變壓器在發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)嚴(yán)重?fù)p壞，通常大容量的變壓器都要設(shè)置電流差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)；電流差動(dòng)保護(hù)的基本原理為基爾霍夫定律。在變壓器進(jìn)行空載合閘和外部故障恢復(fù)時(shí)，通常都會(huì)伴有勵(lì)磁涌流的產(chǎn)生，易造成電流差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)作。目前較多采用的是二次諧波閉鎖原理。在高壓直流輸電系統(tǒng)中，換流站由于其非線性特性而不再具有典型的工頻電源特征；交流母線上的濾波器是針對穩(wěn)態(tài)特征諧波和非特征諧波而設(shè)計(jì)的，并沒有考慮故障暫態(tài)過程中的諧波。這使得換流變壓器進(jìn)行空載合閘和外部故障恢復(fù)時(shí)，勵(lì)磁涌流的持續(xù)時(shí)間會(huì)相應(yīng)加長。另外，在特高壓直流輸電領(lǐng)域，星星接換流變和星角接換流變通常都同時(shí)投切，使得空載合閘時(shí)勵(lì)磁涌流的波形更加怪異。這些都將大大影響二次諧波閉鎖的功能，容易導(dǎo)致變壓器差動(dòng)保護(hù)的延時(shí)動(dòng)作或拒動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種變壓器涌流閉鎖的判別方法，用以解決變壓器進(jìn)行空載合閘時(shí)對于對稱性涌流差動(dòng)保護(hù)容易誤動(dòng)的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是：一種變壓器涌流閉鎖的判別方法，步驟如下：1）判斷變壓器是否為空載合閘；2）當(dāng)變壓器非空載合閘時(shí)，采用常規(guī)方法判斷是否啟動(dòng)保護(hù)閉鎖，當(dāng)變壓器為空載合閘時(shí)，采用波形系數(shù)法判斷故障或涌流，若判斷為涌流則啟動(dòng)保護(hù)閉鎖，若判斷為故障則開放保護(hù)閉鎖?？蛰d合閘判決條件如下：（1）變壓器投入系統(tǒng)前，各側(cè)相電流小于預(yù)設(shè)的無流門檻值且持續(xù)時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)的第一時(shí)間定值；（2）變壓器投入系統(tǒng)瞬間，變壓器至少有一側(cè)相電流小于無流門檻，且變壓器最大的相差動(dòng)電流大于預(yù)設(shè)的啟動(dòng)門檻達(dá)到預(yù)設(shè)的第二時(shí)間定值，即max(IdA,IdB,IdC)＞啟動(dòng)門檻，式中，max(IdA,IdB,IdC)表示三相差動(dòng)電流的最大值；當(dāng)滿足如上兩條件時(shí)，認(rèn)為變壓器為空載合閘。波形系數(shù)法具體如下：（1）當(dāng)滿足變壓器差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)條件時(shí)，以保護(hù)啟動(dòng)時(shí)刻前0.25周波為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，計(jì)算1周波內(nèi)的電流最大值Imax與電流最小值Imin，并選取Imax與Imin中絕對值小的值記為Ip。min；（2）以Ip。min為中心分別向前向后求取1/4周期，以該點(diǎn)為中心，預(yù)測一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)正弦波；（3）將實(shí)際波形與預(yù)測的標(biāo)準(zhǔn)正弦波的吻合程度定義為波形系數(shù)R，并計(jì)算波形系數(shù)R；（4）當(dāng)波形系數(shù)R小于預(yù)設(shè)值ε時(shí)，判斷為短路故障，允許保護(hù)跳閘；當(dāng)波形系數(shù)R大于或等于預(yù)設(shè)值ε時(shí)，判斷為勵(lì)磁涌流，閉鎖保護(hù)跳閘。常規(guī)方法包括二次諧波閉鎖法，具體采用的二次諧波閉鎖法原理如下：采用二次諧波單相閉鎖三相方案，Id(f2)＞Kf2×Id(f1)，式中，Id(f2)、Id(f1)分別表示三相中的一相差動(dòng)電流的二次諧波分量與基波分量，Kf2為二次諧波制動(dòng)系數(shù)，當(dāng)一相差動(dòng)電流的二次諧波含量Id(f2)大于預(yù)設(shè)的二次諧波定值Kf2×Id(f1)時(shí)，閉鎖三相差動(dòng)保護(hù)。本發(fā)明的有益效果是：采用本發(fā)明的方案后，解決了二次諧波閉鎖的缺點(diǎn)，在不對原有的保護(hù)平臺(tái)提出更高要求的前提下，既確保了變壓器差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作速度，同時(shí)也保證了在正常涌流（尤其是對稱性涌流）的情況下能夠可靠的閉鎖變壓器差動(dòng)保護(hù)，防止變壓器差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)作。附圖說明圖1是一種適用于變壓器涌流閉鎖的綜合判據(jù)流程框圖；圖2是變壓器空載合閘邏輯框圖；圖3是系統(tǒng)構(gòu)成模型及故障點(diǎn)位置示意圖；圖4是大差比例差動(dòng)保護(hù)邏輯框圖（以A相為例）；圖5是空載合A-O0開關(guān)，產(chǎn)生對稱性涌流時(shí)新老判據(jù)大差差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作示意圖；圖6是空載合A-O0開關(guān)，沒有產(chǎn)生對稱性涌流時(shí)新老判據(jù)大差差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作示意圖；圖7是K3點(diǎn)A相接地，手動(dòng)進(jìn)行換流變空載合閘時(shí)新老判據(jù)大差差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作示意圖；圖8是電流波形圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1所示為本發(fā)明提出的變壓器勵(lì)磁涌流閉鎖的判別方法流程框圖。具體步驟如下：1、采樣變壓器的各側(cè)相電流；2、根據(jù)采集的各側(cè)相電流判斷是否滿足變壓器空載合閘條件：圖2為變壓器空載合閘邏輯框圖，具體判斷邏輯如下：1）變壓器投入系統(tǒng)前，變壓器各側(cè)相電流均小于預(yù)設(shè)的無流門檻值，且該狀態(tài)持續(xù)預(yù)設(shè)的時(shí)間定值1；2）變壓器投入系統(tǒng)時(shí)，變壓器至少有一側(cè)相電流小于無流門檻，變壓器最大的相差動(dòng)電流大于預(yù)設(shè)的啟動(dòng)門檻值，且該狀態(tài)持續(xù)預(yù)設(shè)的時(shí)間定值2；3）滿足上述1）、2）,則判定為變壓器滿足空載合閘條件，此時(shí)空載合閘標(biāo)志置1，否則認(rèn)為不滿足空載合閘條件。3、若滿足空載合閘條件，則進(jìn)入波形系數(shù)法計(jì)算流程，具體的流程如下：1）判斷是否滿足保護(hù)啟動(dòng)條件，如果滿足，進(jìn)入2），2）如圖8所示，采集一周數(shù)據(jù)：以保護(hù)啟動(dòng)時(shí)刻前0.25周波為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，計(jì)算1周波內(nèi)的電流最大值Imax與電流最小值Imin，并選取Imax與Imin中絕對值小的值記為Ip。min（圖8中Ip。min為Imin），3）構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)正弦波：以Ip。min為中心分別向前向后求取1/4周期，以該點(diǎn)為中心，預(yù)測一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)正弦波（圖8中以Imin為中心，預(yù)測一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)正弦波），4）將實(shí)際波形與預(yù)測的標(biāo)準(zhǔn)正弦波的吻合程度定義為波形系數(shù)R，并計(jì)算波形系數(shù)R，5）將波形系數(shù)R與預(yù)設(shè)的定值ε比較（ε取值范圍可定為0.15至0.20之間），當(dāng)波形系數(shù)R小于預(yù)設(shè)值ε，判定為短路故障，允許保護(hù)跳閘，當(dāng)波形系數(shù)R大于或等于預(yù)設(shè)值ε，判定為勵(lì)磁涌流，閉鎖保護(hù)跳閘。若不滿足空載合閘條件，則進(jìn)入二次諧波閉鎖計(jì)算流程，具體的流程如下：1）判斷是否滿足保護(hù)啟動(dòng)條件，如果滿足，進(jìn)入2），2）采集保護(hù)啟動(dòng)后一周波數(shù)據(jù)，3）計(jì)算二次諧波系數(shù)K，4）將二次諧波系數(shù)K與預(yù)設(shè)的定值比較，當(dāng)二次諧波系數(shù)K小于預(yù)設(shè)值，判定為短路故障，允許保護(hù)跳閘，當(dāng)二次諧波系數(shù)K大于或等于預(yù)設(shè)值，閉鎖保護(hù)跳閘。上述方法中采用二次諧波閉鎖保護(hù)的計(jì)算流程屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。圖3為系統(tǒng)構(gòu)成模型及故障點(diǎn)位置示意圖，合A-O0開關(guān)為變壓器空載合閘。換流變壓器大差保護(hù)的保護(hù)范圍包括換流變引線、星星變壓器和星角變壓器。換流變壓器大差保護(hù)需要采集TA1、TA2、TA4和TA7四個(gè)電流量。圖4為以A相為例的換流變大差保護(hù)的邏輯框圖。圖1中，當(dāng)A相波形系數(shù)R大于預(yù)設(shè)定值或A相二次諧波系數(shù)K大于預(yù)設(shè)定值時(shí)，圖4中的A相勵(lì)磁涌流閉鎖標(biāo)志置1，此時(shí)，換流變大差保護(hù)將閉鎖保護(hù)出口。采用本發(fā)明所述的方法后，能夠確保變壓器差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作速度，并在正常勵(lì)磁涌流的情況下可靠的閉鎖保護(hù)，與老式的單純靠二次諧波閉鎖有顯著的優(yōu)點(diǎn)，具體對比說明如圖5、6、7所示。圖5為空載合A-O0開關(guān)時(shí)，星星變、星角變產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流，由于星星變、星角變剩磁的影響，換流變大差保護(hù)感受到的涌流為對稱性涌流，原來的老判據(jù)采用的是二次諧波判據(jù)，換流變大差保護(hù)沒有被閉鎖，會(huì)發(fā)生誤動(dòng)現(xiàn)象；采用本發(fā)明的新方案后，換流變大差保護(hù)沒有發(fā)生誤動(dòng)。圖6為空載合A-O0開關(guān)，星星變、星角變產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流，該涌流非對稱性涌流，此時(shí)新老判據(jù)均沒有發(fā)生誤動(dòng)現(xiàn)象。新老判據(jù)對比如表1所示：表1故障類型老判據(jù)新判據(jù)備注空載合A-O0開關(guān)，產(chǎn)生對稱性涌流保護(hù)誤動(dòng)作保護(hù)不動(dòng)作圖5所示空載合A-O0開關(guān)，沒有產(chǎn)生對稱性涌流保護(hù)不動(dòng)作保護(hù)不動(dòng)作圖6所示如圖7所示為當(dāng)圖3中K3點(diǎn)發(fā)生A相接地故障時(shí)，空載合開關(guān)A-O0于故障時(shí)，新老判據(jù)下的對比說明。新老判據(jù)的結(jié)果對比如表2所示：表2從表2可知，在空載合閘時(shí)，采用了新的閉鎖判據(jù)后，大大提高了空載合閘于故障的動(dòng)作速度。與原有閉鎖方案相比，本發(fā)明提供了一種用于變壓器勵(lì)磁涌流閉鎖的判別方法，在變壓器正常運(yùn)行時(shí)，仍然采用常規(guī)方法（如利用傳統(tǒng)的二次諧波閉鎖判據(jù)）；在變壓器空載合閘時(shí)，采用了一種非二次諧波的全新判據(jù)，以此確保變壓器差動(dòng)保護(hù)的可靠性與快速性。