一种空充变压器的差动保护方法及装置 |
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| 申请号 | CN202211436248.3 | 申请日 | 2022-11-16 | 公开(公告)号 | CN118054374A | 公开(公告)日 | 2024-05-17 |
| 申请人 | 河南许继继保电气自动化有限公司; 许继电气股份有限公司; 许继集团有限公司; | 发明人 | 吕利娟; 王东兴; 杨振良; 陈继瑞; 甘霖; 王瑞彬; 王智勇; 杜延辉; 胡沙沙; 肖锋; 赵剑松; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于电 力 系统继电保护技术领域，具体涉及一种空充 变压器 的差动保护方法及装置。本发明的空充变压器的差动保护方法，在变压器差动保护启动的一段时间内，若变压器为空充，对变压器各相在一个 采样 周波内的各个采样点进行判断，如果满足判据1或判据2，则开放差动保护。本发明按相进行差动 电流 的特征识别，准确判断出差动电流是否为励磁涌流，避免了因为励磁涌流导致的变压器误动的情况，保证变压器空充故障时差动保护可靠动作，提高了变压器保护的可靠性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种空充变压器的差动保护方法，其特征在于：在变压器差动保护启动的一段时间内，若变压器为空充，对变压器各相在一个采样周波内的各个采样点进行判断，如果满足判据1或判据2，则开放差动保护； |
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| 说明书全文 | 一种空充变压器的差动保护方法及装置技术领域背景技术[0002] 随着电网容量的不断增加，越来越多的大容量变压器投入电网中运行使用，但是，由于变压器空充时或故障恢复时会产生励磁涌流，对变压器的安全运行带来了极大的隐患，如何准确识别励磁涌流并保证差动保护动作的可靠性，成为了亟待解决的技术问题。 [0003] 申请公布号为CN105021920A的中国发明专利公开了一种主变励磁涌流多特征识别方法，提出对差动电流波形的二次谐波、间断角及CT饱和多特征进行分相判别，若差动电流的电流幅值大于启动门槛，则计算差动电流的二次谐波含量，若否，对差动电流进行差分运算，并进行间断角和CT饱和特征的判别。这样处理不仅会造成差动电流失真，也加重了装置处理器的任务处理能力，降低变压器故障时差动保护的动作速度。 [0004] 为了解决上述现有技术存在的问题，目前在变压器空充时，多采用二次谐波或波形比较的方法来识别励磁涌流，该方法在主变铁芯低剩磁的情况下，能够准确判别励磁涌流并进行闭锁保护，但是在主变铁芯高剩磁且剩磁磁通方向与励磁涌流磁通方向相反的情况下，三相差流中二次谐波的含量较低，容易出现小于设定值的情况，依旧会导致空充时变压器差动保护出现误动。例如，申请公布号为CN105071344A的中国发明专利公开了一种变压器励磁涌流识别方法，该发明提出在差动保护启动时，判断三相差流中二次谐波的含量，当三相差流中二次谐波含量均低时开放三相差动保护，在此条件下，当三相差流中二次谐波含量均小于设定值时，容易出现变压器纵差差动保护出现误动的现象。 [0005] 因此，如何解决变压器差动保护误动的问题，保证空充变压器差动保护动作的快速和可靠，依旧是目前难以解决的问题。 发明内容[0006] 本发明的目的在于提供一种空充变压器的差动保护方法及装置，用以解决现有技术中空充变压器由于无法准确识别励磁涌流，进而导致容易出现变压器差动保护误动的问题。 [0007] 为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案包括： [0008] 一种空充变压器的差动保护方法，在变压器差动保护启动的一段时间内，若变压器为空充，对变压器各相在一个采样周波内的各个采样点进行判断，如果满足判据1或判据2，则开放差动保护； [0009] 判据1为：有M1及以上的采样点的差动电流原始采样值满足|Iopk|>K1Iopk_max且M2及以上的采样点的差动电流原始采样值满足|Iopk|>K2Iopk_max，其中，N为一个采样周波内的采样点总数；Iopk为相差动电流原始采样值，Iopk_max为一个采样周波内差动电流原始采样值中的最大值，K1、K2为预设系数，0 [0010] 判据2为：有M3及以上的采样点的差动电流微分采样值满足|iopk|>K3iopk_max且M4及以上的采样点的差动电流微分采样值满足|iopk|>K4iopk_max，其中，iopk为相差动电流微分采样值，iopk_max为一个采样周波内差动电流微分采样值中的最大值，K3、K4为预设系数，0 [0011] 其效果在于：本发明的空充变压器的差动保护方法，在差动保护启动的一段时间内，对空充变压器各相在一个采样周波内各个采样点进行判断，如果采样点满足判据1或判据2，则判定变压器出现故障，开放差动保护。本方法按相进行差动电流的特征识别，能够准确判断出差动电流是否为励磁涌流，保证变压器故障时差动保护动作的快速性，提高了变压器的可靠性。 [0012] 进一步的，在对变压器各相在一个采样周波内的各个采样点进行判断时，先判断采样点是否满足判据1，如果不满足判据1，再继续判断采样点是否满足判据2。 [0013] 其效果在于：先根据判据1进行差动电流原始采样值的判断，如果不满足条件再根据判据2进行差动电流微分采样值的判断，实现对判定顺序的优化，可以减少计算量，提高差动保护动作速度。 [0014] 进一步的，如果变压器各相在一个采样周波内各个采样点不满足判据1且不满足判据2，闭锁差动保护。 [0015] 其效果在于：如果采样点同时不满足判据1和判据2，则判定差动电流为励磁涌流，关闭差动保护，能够达到有效避免差动保护误动的效果。 [0016] 进一步的，K1和K3分别选自0.15～0.4之间的任意一个数值，K2和K4分别选自0.4～0.8之间的任意一个数值。 [0017] 其效果在于：通过对预设系数K1～K4的设定，使得本发明能够精准的对差动电流进行判定，达到精准识别励磁涌流的效果。 [0018] 进一步的，通过以下步骤判断差动保护是否启动：如果IopX>min{0.9Iop_0，0.18Ie}，则启动差动保护，其中，Iop_0为差动保护电流定值，Ie为差动保护基准电流，IopX为变压器差动电流幅值，X选自A、B或C相。 [0019] 其效果在于：通过将变压器差动电流幅值与0.9倍的差动保护定值电流和0.18倍的差动保护基准电流中的较小值进行对比判断，能够更加准确的确定是否需要开启差动保护，进一步减小了差动保护误动作的情况。 [0020] 进一步的，变压器差动保护启动的一段时间为变压器差动保护启动的0.5～2s。 [0021] 为解决上述技术问题，本发明还提供了一种空充变压器的差动保护装置，包括处理器和存储器；处理器用于执行存储在存储器上的程序指令，以实现上述介绍的空充变压器的差动保护方法，并达到与上述方法相同的有益效果。附图说明 [0023] 图2是本发明的方法实施例中变压器空充时的励磁涌流波形图； [0024] 图3是本发明的装置实施例的空充变压器的差动保护装置的结构示意图。 具体实施方式[0025] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。 [0026] 方法实施例： [0027] 本实施例的空充变压器的差动保护方法的流程图如图1所示，具体包括以下步骤： [0028] (1)计算变压器差动电流幅值IopX，X选自A、B或C相。 [0029] (2)如果IopX>min{0.9Iop_0，0.18Ie}，则启动差动保护，其中，Iop_0为差动保护电流定值，Ie为差动保护基准电流，在变压器差动保护启动的一段时间内，执行以下步骤(3)‑(5)，变压器差动保护启动的一段时间一般为变压器差动保护启动的0.5～2s。 [0030] (3)判断变压器是否为空充：当变压器某侧任一相有电流且变压器其他侧各相均无电流时，说明变压器为空充。 [0031] (4)若判断变压器为空充，则对变压器各相在一个采样周波内各个采样点进行判断，如果满足判据1，则判定变压器空充故障，开放差动保护，否则继续判断采样点是否满足判据2。 [0032] 判据1为：有M1及以上的采样点的差动电流原始采样值满足|Iopk|>K1Iopk_max且M2及以上的采样点的差动电流原始采样值满足|Iopk|>K2Iopk_max； [0033] 其中，M1选自3N/4～5N/6之间的任意一个数值，M2选自1N/2～7N/12之间的任意一个数值，本实施例中M1为19N/24，M2为13N/24，N为一个采样周波内的采样点总数；Iopk为相差动电流原始采样值，Iopk_max为一个采样周波内差动电流原始采样值中的最大值。K1、K2为预设系数，K1选自0.15～0.4之间的任意一个数值，K2选自0.4～0.8之间的任意一个数值，本实施例中K1为0.2，K2为0.6。 [0034] (5)若采样点满足判据2，则判定变压器空充故障，开放差动保护，否则判定差动电流为励磁涌流，关闭差动保护，此时测得的励磁涌流的波形图如图2所示。 [0035] 判据2为：有M3及以上的采样点的差动电流微分采样值满足|iopk|>K3iopk_ma且M4及以上的采样点的差动电流微分采样值满足|iopk|>K4iopk_max； [0036] 其中，M3选自5N/8～17N/24之间的任意一个数值，M4选自13N/24～5N/8之间的任意一个数值，本实施例中M3为2N/3，M4为7N/12；iopk为相差动电流微分采样值，相差动电流微分采样值由相差动电流原始采样值进行微分处理得到；iopk_max为一个采样周波内差动电流微分采样值中的最大值；K3、K4为预设系数，K3选自0.15～0.4之间的任意一个数值，K4选自0.4～0.8之间的任意一个数值，本实施例中K3为0.3，K4为0.7。 [0037] 本方法实施例先判断差动保护是否满足启动条件，并在启动过程中通过特定的判断条件，依次进行差动电流的原始采样值和微分采样值的特征判断，最终正确判断出差动电流是否为励磁涌流，并依次确定差动保护的开启或关闭，避免了由于励磁涌流带来的差动保护误动的问题，能够做到在变压器空充故障时，及时开启差动保护，提高变压器使用过程中的可靠性。 [0038] 装置实施例： [0039] 本发明的一种空充变压器的差动保护装置实施例，如图3所示，包括存储器、处理器和内部总线，处理器、存储器之间通过内部总线完成相互间的通信和数据交互。存储器包括至少一个存储于存储器中的软件功能模块，处理器通过运行存储在存储器中的软件程序以及模块，执行各种功能应用以及数据处理，实现本发明的方法实施例中介绍的一种空充变压器的差动保护方法。 |
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