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一种大型电变压器励磁涌流抑制方法

阅读:676发布:2021-06-15

专利汇可以提供一种大型电变压器励磁涌流抑制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开一种大型电 力 变压器 励磁涌流抑制方法,步骤1:分别采集主变高压侧 断路器 两侧 电压 信号 ,其中靠近 电网 侧的数据为U1a、U1b、U1c,靠近主变侧的数据为U2a、U2b、U2c;步骤2:计算变压器高压侧断路器分闸时刻;步骤3:根据断路器分闸时刻和U1a、U1b、U1c分别计算A、B、C三相磁通平均值;步骤4:利用U2a、U2b、U2c分别计算变压器三相剩磁通并对比计算出最大剩磁相及其最大剩磁通;步骤5:根据步骤4中所得最大剩磁相及其剩磁磁通量并考虑断路器延时计算断路器合闸相 角 。解决了励磁涌流可能产生差动保护误动、恶化 电能 质量 和引起操作过电压进而使设备受损等危害。,下面是一种大型电变压器励磁涌流抑制方法专利的具体信息内容。

1.一种大型电变压器励磁涌流抑制方法,其特征在于,
步骤1:分别采集主变高压侧断路器两侧电压信号,其中靠近电网侧的数据为通道1数据U1a、U1b、U1c,靠近主变侧的数据为通道2数据U2a、U2b、U2c;
步骤2:根据步骤1中U1a、U1b、U1c和U2a、U2b、U2c,计算变压器高压侧断路器分闸时刻;
步骤3:根据断路器分闸时刻和U1a、U1b、U1c分别计算A、B、C三相磁通平均值;
步骤4:基于步骤2中断路器分闸时刻和步骤3中三相磁通平均值,利用U2a、U2b、U2c分别计算变压器三相剩磁通并对比计算出最大剩磁相及其剩磁磁通量;
步骤5:根据步骤4中所得最大剩磁相及其剩磁磁通量并考虑断路器延时计算断路器合闸相
当通道2中A、B、C三相电压导数dU2a/dt、dU2b/dt、dU2c/dt与通道1对应三相电压导数dU1a/dt、dU1b/dt、dU1c/dt之差均超过1%并且一个周期内监测到通道2中三相电压U2a、U2b、U2c均降到2%以下时,根据三相电压导数差大于1%的时刻确定为断路器分闸时刻T1,然后读取T1-0.2s到T1时间段内的三相电压数据。
2.根据权利要求1所述的一种大型电力变压器励磁涌流抑制方法,其特征在于根据步骤4中最大剩磁相及其剩磁磁通量,按照使得最大剩磁相的剩磁磁通量与下次断路器合闸时刻在该相中产生磁通相同的原则计算下一次断路器最优合闸相角。

说明书全文

一种大型电变压器励磁涌流抑制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及高电压与绝缘技术领域,尤指变压器领域,具体涉及一种大型电力变压器励磁涌流抑制方法。

背景技术

[0002] 电力变压器在电力系统中起着连接不同电压等级电网的作用,是系统中最重要的电气设备之一,变压器是否正常工作直接关系到电力系统的可靠性。变压器在投切过程中可能伴随产生较大的电流,即励磁涌流。励磁涌流幅值可能达到额定电流的数倍,并且含有大量非周期分量和高次谐波。较大的励磁涌流可能产生差动保护误动、恶化电能质量和引起操作过电压进而使设备受损等危害,因此抑制变压器励磁涌流成为各电力行业最为关注的问题之一。
[0003] 国内外各大高校和研究院所在励磁涌流领域作了很多研究。John H.Brunke、Klaus J. 等对变压器励磁涌流产生机理进行了深入理论研究,认为变压器剩磁和合闸相是其产生励磁涌流的主要因素,如果合理控制合闸相角,使得合闸瞬间产生的磁通与变压器剩磁磁通相同,则基本不会产生励磁涌流,并基于磁滞回线提出了变压器剩磁计算方法。之后,很多学者基于该理论进行了大量关于励磁涌流抑制的研究工作。另一方面,从励磁涌流自身特征出发,研究其判别特征,例如基于励磁涌流偶次谐波较大、含有大量高次谐波以及波形具有间断角等特征提出判别励磁涌流的依据,进而研究变压器控制保护策略。
[0004] 上述研究工作大部分属于理论研究,并且算法复杂,尤其是剩磁计算算法需耗费很多计算资源。因此在实际电网工程中应用难度很大,目前在变电站新投变压器时常规的处理方法是投切变压器过程中先退出充电保护以避免保护误动。因此,一种方法简单、实用有效的励磁涌流抑制装置的研究开发对电网运行具有重要意义。本发明人经过多年的行业经验和生产积累,结合丰富的变电站主变启动调试工程经验,提供一种操作简单、有效实用和方便维护的变压器励磁涌流抑制装置。

发明内容

[0005] 本发明一种大型电力变压器励磁涌流抑制方法,其目的在于提供一种实用有效、便于工程实际应用的大型电力变压器励磁涌流抑制方法,以避免或者减小在合空变测试以及投切主变过程中的励磁涌流,有效防止对变压器绕组的冲击、保证电力系统安全。
[0006] 为了实现上述目的,本发明一种大型电力变压器励磁涌流抑制方法步骤为:步骤1:分别采集主变高压侧断路器两侧电压信号,其中靠近电网侧的数据为通道1数据U1a、U1b、U1c,靠近主变侧的数据为通道2数据U2a、U2b、U2c;步骤2:根据步骤1中U1a、U1b、U1c和U2a、U2b、U2c,计算变压器高压侧断路器分闸时刻;步骤3:根据断路器分闸时刻和U1a、U1b、U1c分别计算A、B、C三相磁通平均值;步骤4:基于步骤2中断路器分闸时刻和步骤3中三相平均剩磁通,利用U2a、U2b、U2c分别计算变压器三相剩磁通并对比计算出最大剩磁相及其最大剩磁通;步骤
5;根据步骤4中所得最大剩磁相及其剩磁磁通量并考虑断路器延时计算断路器合闸相角;
[0007] 当通道2中A、B、C三相电压导数dU2a/dt、dU2b/dt、dU2c/dt与通道1对应三相电压导数dU1a/dt、dU1b/dt、dU1c/dt之差均超过1%并且一个周期内监测到通道2中三相电压U2a、U2b、U2c均降到2%以下时,根据三相电压导数差大于1%的时刻确定为断路器分闸时刻T1,然后读取T1-0.2s到T1时间段内的三相电压数据;
[0008] 步骤3中利用通道1中电压数据U1a、U1b、U1c计算每相剩磁平均值;
[0009] 步骤4中利用通道2中电压数据U2a、U2b、U2c和步骤3中平均剩磁数据计算断路器断开后三相剩磁磁通量;
[0010] 根据步骤4中剩磁最大相及其剩磁磁通,按照使得剩磁最大相的剩磁磁通与下次断路器合闸时刻在该相中产生磁通相同的原则计算下一次断路器最优合闸相角。
[0011] 采用了上述的技术手段,本发明分别采集主变高压侧断路器两侧电压信号,计算变压器高压侧断路器分闸时刻和分别计算A、B、C三相磁通平均值,利用U2a、U2b、U2c分别计算变压器三相剩磁通并对比计算出最大剩磁相及其最大剩磁通;根据所得最大剩磁相及其剩磁磁通量并考虑断路器延时计算断路器最优合闸相角,从而实现对变压器励磁涌流的抑制功能,解决了励磁涌流可能产生差动保护误动、恶化电能质量和引起操作过电压进而使设备受损等危害。附图说明
[0012] 为了更清楚地说明本发明实施例现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013] 图1为本发明一种大型电力变压器励磁涌流抑制方法工作原理示意图;
[0014] 图2为本发明一种大型电力变压器励磁涌流抑制方法数据读取策略流程示意图;
[0015] 图3为本发明一种大型电力变压器励磁涌流抑制方法合闸相角计算流程图

具体实施方式

[0016] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0017] 实施例一
[0018] 图1为本发明一种大型电力变压器励磁涌流抑制方法总体工作流程图。主要包含以下几个步骤,步骤1:分别读取主变高压侧断路器两侧电压信号;步骤2:根据步骤1中三相电压波形数据计算变压器高压侧断路器分闸时刻;步骤3:根据步骤2中所计算的断路器分闸时刻和电压波形数据分别计算三相磁通平均值;步骤4:根据步骤2中断路器分闸时刻和步骤3中通道2电压波形数据分别计算变压器三相剩磁通并对比得出最大剩磁相;步骤5:根据步骤4中所得最大剩磁相及其剩磁磁通量,按照使得剩磁最大相的剩磁磁通与下次断路器合闸时刻在该相中产生磁通相同的原则,计算下一次断路器最优合闸相角。
[0019] 图2为大型电力变压器励磁涌流抑制仪器电压数据读取流程图。当通道2中A、B、C三相电压导数dU2a/dt、dU2b/dt、dU2c/dt与通道1对应三相电压导数dU1a/dt、dU1b/dt、dU1c/dt之差均超过1%并且一个周期内监测到通道2中三相电压U2a、U2b、U2c均降到2%以下时,根据三相电压导数差大于1%的时刻确定为断路器分闸时刻T1,然后读取T1-0.2s到T1时间段内的三相电压数据。
[0020] 图3为大型电力变压器励磁涌流抑制仪器合闸相角计算流程图。如图3所示主要有以下几个步骤:首先计算三相磁通平均值。分别对通道1三相电压波形数据的一个正半波进行积分,计算变压器每相平均磁通:
[0021]
[0022]
[0023]
[0024] 其中t1为积分计算起始时刻,即电压波形过零且导数大于零的时刻;
[0025] T为波形周期,在此取值为0.02s
[0026] Δt为三相相位时间差,在此取值为6.67ms
[0027] 根据通道2三相电压波形,计算每相磁通累积函数:
[0028]
[0029]
[0030]
[0031] 每相磁通累积函数为变上限积分函数,其中T1为断路器开断时刻,每项磁通函数计算起始点为断路器断开时前10个周波,且积分变量满足t≤T1。
[0032] 根据通道1、通道2磁通函数计算结果,计算每相磁通函数:
[0033] φA=φAI-ΦAave
[0034] φB=φBI-ΦBave
[0035] φC=φCI-ΦCave
[0036] 根据每相磁通函数计算断路器断开后每相剩磁:
[0037] φAT=φA|t=T1
[0038] φBT=φB|t=T1
[0039] φCT=φC|t=T1
[0040] 比较三相剩磁计算结果,并选出剩磁最大相,计算理想合闸相角:
[0041]
[0042] 其中 为剩磁最大相开断时的相角, 为理想合闸相角。
[0043] 断路器合闸相角计算:
[0044]
[0045] 其中 为断路器合闸延时时间对应的角度, 为断路器合闸相角。根据断路器合闸相角计算并输出合闸信号。
[0046] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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