基于动态模拟的直流偏磁对变压器保护影响的检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及直流偏磁对变压器保护影响的检测方法，具体讲涉及一种基于动态模拟的直流偏磁对变压器保护影响的检测方法。
【背景技术】
[0002]太阳等离子风的动态变化与地磁场相互作用产生磁暴，磁暴严重时，将会在中性点接地的变压器绕组中会产生能持续一段时间的频率在0.001?1Hz之间、幅值在80A以上的感应电流，可近似认为是直流电流。开始建设阶段或者一极停运检修时的高压直流输电工程都会出现单极大地回线运行方式，会在换流站周围的中性点接地的交流变压器的励磁电流中产生直流分量。现场变电站变压器流过的直流电流时会产生直流偏磁的现象，不仅会导致变压器出现局部过热，降低变压器的使用寿命；同时还会产生大量的可能导致继电保护误动作的谐波。
[0003]为了知晓直流偏磁对变压器保护的影响，需要在动模系统中建设物理模型来检测保护装置。因此需要提供一种根据实际工程设备的参数对系统进行合理建模，并在物理模拟系统中再现变压器直流偏磁时的电磁暂态过程的技术方案，以了解直流偏磁对变压器保护的影响。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于动态模拟的直流偏磁对变压器保护影响的检测方法，该方法检测直流偏磁对变压器保护的影响，提高了故障分析的准确性，为变压器保护整定等方面提供了科学的依据，在工程实践中具有很强的实用性。
[0005]本发明的目的是采用下述技术方案实现的:
[0006]本发明提供一种基于动态模拟的直流偏磁对变压器保护影响的检测方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤:
[0007](1)确定变压器物理模型主变容量和容量比、三侧电压比、短路阻抗比和接线方式；
[0008](2)确定物理模型模拟系统的接线方式；
[0009](3)确定直流回路接线方式以及直流电压源输出电压范围；
[0010](4)改变流过变压器的直流电流，对比保护装置的动作特性。
[0011]进一步地，所述步骤(1)中，确定500kV自耦变压器物理模型主变容量和容量比、三侧电压比、短路阻抗比和接线方式。
[0012]进一步地，所述步骤(2)中，根据物理模型模拟系统(模拟系统是指与实际电力系统等效的实验室用物理模拟系统)的短路容量以及现场故障电流特征；短路容量特征是出口短路时短路电流大小，现场故障电流特征为短路类型以及短路电流大小；确定模拟系统的接线方式；所述接线方式包括长线接线、短线接线或者环线接线。
[0013]进一步地，所述步骤(3)中，根据现场产生的直流通路确定直流回路接线方式，根据模拟系统等效阻抗值确定直流电压源输出电压范围，包括下述步骤:
[0014]1)调研现场造成直流偏磁的原因，以及直流电流流通通路；
[0015]2)设计直流回路接线方式，能够完全模拟直流偏磁时直流电流回路；
[0016]3)根据直流偏磁时流过变压器直流电流的大小，确定直流电压源输出电压范围，使其能够模拟不同直流电流时对变压器的影响。
[0017]进一步地，所述步骤(4)中，根据直流偏磁对变压器保护产生的影响，改变流过变压器的直流电流，对比保护装置的动作特性。
[0018]与现有技术比，本发明达到的有益效果是:
[0019]本发明提供的技术方案通过计算及实际工程用500kV自耦变压器的电压比、短路阻抗比，根据实际系统的短路容量以及流过变压器的直流电流，设计与实际工程等效的用于检测直流偏磁对变压器影响的试验回路，系统图中的旁路电容能够防止交流不平衡电流对直流电源的影响，试验回路考虑到动模实验室现有的实验条件，能更加真实地反应直流偏磁后系统的电气特征和保护装置的动作特性；在此基础上检测直流偏磁对变压器保护的影响，提高了故障分析的准确性，为变压器保护整定等提供了科学的依据，在工程实践中具有很强的实用性。
【附图说明】
[0020]图1是本发明提供的直流偏磁对变压器保护影响的系统图；
[0021]图2是本发明提供的基于动态模拟的直流偏磁对变压器保护影响的检测方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0023]本发明提供一种基于动态模拟的直流偏磁对变压器保护影响的检测方法，其流程图如图2所示,包括下述步骤:
[0024](1)确定500kV变压器物理模型主变容量和容量比、三侧电压比、短路阻抗比和接线方式；
[0025](2)确定物理模型模拟系统的接线方式；根据物理模型模拟系统(模拟系统是指与实际电力系统等效的实验室用物理模拟系统)的短路容量以及现场故障电流特征；短路容量特征是出口短路时短路电流大小，现场故障电流特征为短路类型以及短路电流大小；确定模拟系统的接线方式；所述接线方式包括长线接线、短线接线或者环线接线。
[0026]直流偏磁对变压器保护影响的系统图如图1所示，该模拟系统包括依次连接的发电机组、升压变压器、降压变压器；所述降压变压器分别与电流互感器CT、无功补偿装置和等效负荷连接，电流互感器CT、接地电阻、电流表和直流电源串联；旁路电容一端与电流互感器CT和接地电阻的公共端连接，另一端与升压变压器的星型连接的一端连接；无功补偿装置为电容器；无功补偿装置和直流电源均接地。
[0027](3)确定直流回路接线方式以及直流电压源输出电压范围；根据现场产生的直流通路确定直流回路接线方式，根据模拟系统等效阻抗值确定直流电压源输出电压范围，包括下述步骤:
[0028]1)调研现场造成直流偏磁的原因，以及直流电流流通通路；
[0029]2)设计直流回路接线方式，能够完全模拟直流偏磁时直流电流回路；
[0030]3)根据直流偏磁时流过变压器直流电流的大小，确定直流电压源输出电压范围，使其能够模拟不同直流电流时对变压器的影响。
[0031](4)根据直流偏磁对变压器保护产生的影响，改变流过变压器的直流电流，对比保护装置的动作特性。
[0032]本发明对于自耦变压器模型绕组的电磁特征要与实际变压器一致，可以完全等效实际自耦变压器的工作特性，模拟系统短路容量要与实际系统一致，能够模拟出实际系统的故障特征，直流电流要可调，交流电流要可靠不能串入直流回路，设计的试验方案能够验证直流偏磁对零序电流保护、差动保护以及匝间故障、高阻接地故障保护动作特性的影响。
[0033]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于动态模拟的直流偏磁对变压器保护影响的检测方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤: (1)确定变压器物理模型主变容量和容量比、三侧电压比、短路阻抗比和接线方式； (2)确定物理模型模拟系统的接线方式； (3)确定直流回路接线方式以及直流电压源输出电压范围； (4)改变流过变压器的直流电流，对比保护装置的动作特性。2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述步骤(1)中，确定500kV自耦变压器物理模型主变容量和容量比、三侧电压比、短路阻抗比和接线方式。3.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述步骤(2)中，根据物理模型模拟系统的短路容量以及现场故障电流特征；短路容量特征是出口短路时短路电流大小，现场故障电流特征为短路类型以及短路电流大小；确定模拟系统的接线方式；所述接线方式包括长线接线、短线接线或者环线接线。4.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述步骤(3)中，根据现场产生的直流通路确定直流回路接线方式，根据模拟系统等效阻抗值确定直流电压源输出电压范围，包括下述步骤: 1)调研现场造成直流偏磁的原因，以及直流电流流通通路； 2)设计直流回路接线方式，能够完全模拟直流偏磁时直流电流回路； 3)根据直流偏磁时流过变压器直流电流的大小，确定直流电压源输出电压范围，使其能够模拟不同直流电流时对变压器的影响。5.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述步骤(4)中，根据直流偏磁对变压器保护产生的影响，改变流过变压器的直流电流，对比保护装置的动作特性。
【专利摘要】本发明涉及一种基于动态模拟的直流偏磁对变压器保护影响的检测方法，该方法包括下述步骤：(1)确定变压器物理模型主变容量和容量比、三侧电压比、短路阻抗比和接线方式；(2)确定物理模型模拟系统的接线方式；(3)确定直流回路接线方式以及直流电压源输出电压范围；(4)改变流过变压器的直流电流，对比保护装置的动作特性。该方法检测直流偏磁对变压器保护的影响，提高了故障分析的准确性，为变压器保护整定等方面提供了科学的依据，在工程实践中具有很强的实用性。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN105445571
【申请号】CN201410437840
【发明人】詹智华, 陈争光, 周春霞
【申请人】国家电网公司, 中国电力科学研究院
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年8月29日