一种主变励磁涌流多特征识别方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种主变励磁涌流多特征识别方法，属于电力系统继电保护技术领域。
【背景技术】
[0002]继电保护装置要求在系统发生故障时能可靠地切除故障设备，保证系统的安全稳定运行，但保护装置的不正确动作(包括拒动和误动)造成的危害也是巨大的。
[0003]近年来，现场曾出现过500kV自耦变压器空投时主变差动保护误动作的现象。通过对主变空投时的录波波形进行分析，发现励磁涌流二次谐波含量很小，仅为12%左右，间断角为90度左右。这种情况一般在主变检修完投运时出现，原因为检测主变绕组直流电阻后，未按照检修规程要求对主变铁芯进行消磁处理，导致主变铁芯含有较大剩磁，若同时在电压过零点附近空投主变，且磁通增加方向与剩磁方向一致，就会导致很大的励磁涌流，且波形接近正弦波，二次谐波含量很低。
[0004]防止空投主变时差动保护误动的办法一是要求检修人员严格按照检修规程要求对检修后主变铁芯进行消磁处理；另外也可通过保护装置采用新的算法对铁芯深度饱和时的励磁涌流波形进行识别，从而防止主变空投时差动保护误动。目前励磁涌流判别方法多采用2次谐波判别或波形识别判据，在低剩磁下，能够正确判别励磁涌流并闭锁保护，但在高剩磁情况下，2次谐波含量比较低，同时波形接近于正弦波，存在励磁涌流保护误动作的风险。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种主变励磁涌流多特征识别方法，以解决主变高剩磁空投时导致主变保护装置误动的问题。
[0006]本发明为解决上述技术问题而提供一种主变励磁涌流多特征识别方法，该识别方法包括以下步骤:
[0007]I)采集变压器各侧的电流，并合成出差动电流，计算各相差动电流的电流幅值，判断各相的差动电流幅值是否大于判据启动门槛；
[0008]2)若是，计算该相差动电流的二次谐波含量，判断其二次谐波含量是否大于最高设定值或者小于最低设定值，若否，则对差动电流进行差分运算；
[0009]3)根据差分后的差动电流计算电流波形间断角，判断间断角是否满足要求，且在满足要求时判断是否为CT饱和，若为CT不饱和，则确定为励磁涌流，闭锁差动保护，否则开放差动保护。
[0010]所述的步骤3)中间断角的判别是通过判别有多少采样点满足间断角判别公式来实现的，间断角判别公式为:
[0011]Δ?κ< 0.2min(|inax|,In)
[0012]其中Δ iK为差分后的电流采样值，i _为本周波差流最大值，I ?为CT额定电流，对于每周波N点采样，若连续13N/72个采样点满足上式，则判为间断角满足。
[0013]所述步骤3)中CT饱和是通过判断波形最大点与前面采样点的符号是否相同来实现，若相同，则判断为CT不饱和，否则，认为是CT饱和。
[0014]所述步骤3)中若差流间断角满足且不符合CT饱和判据，判为励磁涌流并闭锁本相差动保护；否则判为非励磁涌流，开放本相差动保护。
[0015]所述步骤2)中若二次谐波含量大于最高设定值，则认为本相励磁涌流并闭锁本相差动保护，若二次谐波含量小于最低设定值，则认为本相电流正常并开放本相差动保护。
[0016]所述步骤2)中最高设定值为30%，最低设定值为7.5%。
[0017]所述步骤2)采用的差分方程为:
[0018]Δ iK= C(i K-1K 2)
[0019]其中iK为当前点采样值、i K 2为前2点采样值，Δ i κ为差分后的电流采样值，C为系数，与采样点数N有关，C = N/4 。
[0020]所述步骤I)中差动电流幅值不大于判据启动门槛，则认为本相电流正常并开放本相差动保护。
[0021]本发明的有益效果是:本发明的主变励磁涌流多特征识别方法用于对差动电流波形的二次谐波、间断角及CT饱和特征进行判别，在出现励磁涌流时，涌流波形间断角比较大时二次谐波含量会很高，可由二次谐波闭锁；间断角比较小时二次谐波含量比较低，此时增加间断角及CT饱和特征识别，本发明采用上述的多特征识别方法来识别励磁涌流，使差动保护在主变正常空投时不误动，空投故障变压器时快速动作，提高主变保护装置的可靠性。
【附图说明】
[0022]图1是自耦变压器高压侧空投电流分布图。
[0023]图2是主变励磁涌流多特征识别方法流程图；
[0024]图3是主变高剩磁空投时励磁涌流波形及其差分波形图；
[0025]图4是主变单侧有电源时区内故障CT饱和波形及其差分波形图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步的说明。
[0027]主变励磁涌流多特征识别方法主要应用于智能电网的高压继电保护装置中，通过对变压器差动电流波形的二次谐波、间断角、CT饱和特征进行判别，防止空充高剩磁主变时励磁涌流二次谐波过小导致差动保护误动，提高主变保护装置的可靠性。主变差动保护电流取变压器高压侧CT、中压侧CT和低压侧CT，高压侧空投时的电流分布如图1所示。
[0028]主变励磁涌流多特征识别方法作为一个独立的功能模块，集成在主变保护装置中，该功能模块始终投入，其流程如图2所示。首先判别差动电流大小，若差流大于判别门槛，进行二次谐波判别，否则开放差动保护；判别二次谐波含量是否小于30%，若不满足直接闭锁差动保护，若满足判别二次谐波含量是否大于7.5，若不满足则直接开放差动保护，否则进行下一步；将差动电流波形进行差分处理，判别电流波形间断角，若间断角大于设定角度(本实施例为65度)，同时波形最大点与其前面采样点的符号相同(本实施例中指的是前面第4点符号)，确定为励磁涌流，闭锁差动保护，否则开放差动保护。该判据的特点为可以区分CT饱和与励磁涌流特征，CT饱和与励磁涌流虽然均存在间断角，二者不同点在于CT饱和时二次电流迅速下降到O附近，且进入稳态饱和后二次谐波含量极小；励磁涌流在大剩磁同时合闸角在电压过零点附近时，其波形连续部分接近正弦波，不会出现电流波形斜率的瞬间变号，这与系统阻抗、变压器绕组电抗有关。
[0029]该功能模块判别差分后的差动电流波形间断角及CT饱和特征，如图3及图4所示。由于变压器空投时励磁涌流波形有间断，同时电流变化率最大点距离最小点较远，大于4个采样点间隔，判断CT饱和状态时选取前面第4个采样点是为了提高算法可靠性，因为CT饱和后，