一种基于导纳原理实现变压器保护的方法

文档序号:7490019阅读:434来源:国知局
专利名称:一种基于导纳原理实现变压器保护的方法
技术领域
本发明涉及一种基于导纳原理实现变压器保护的方法,更具体地涉及变压器 继电保护的方法。属于电力系统技术领域。
背景技术
变压器是电力系统中的重要设备,变压器保护装置的拒动(应动作而未动作) 和误动(不应动作而动作),都会损坏电力设备,造成大面积停电,给国民经济带 来巨大损失。纵差动保护是变压器的主保护之一,正确识别变压器励磁涌流和内 部短路故障仍然是当前变压器差动保护的关键问题。目前运行的变压器差动保护 主要是利用励磁涌流间断角和二次谐波制动原理等构成。而现代变压器广泛采用 高导磁冷轧晶粒硅钢片,饱和磁通倍数下降且剩磁较大,使得励磁涌流中某一相或
两相电流的二次谐波含量低于10%以下,同时,由于CT饱和、无功补偿的并联电 容及超高压远距离输电线的分布电容等缘故,在变压器内部故障时会产生很大的 谐波。这使得基于传统的间断角原理和二次谐波原理的差动保护在实际应用中的 效果并不十分理想。

发明内容
本发明的目的是为了克服以上保护方案中的缺陷,提出了一种基于导纳原理
的变压器保护的方法。
一种基于导纳原理的变压器保护的方法,所述的方法包括步骤
步骤1;对被保护变压器各侧电压、电流互感器的输出波形进行采样得到电压、
电流瞬时值;
步骤2;保护装置使用电压、电流采样值计算电压、电流幅值和相角信息;
步骤3;保护装置根据导纳算法计算被保护变压器的励磁导纳值Z。;
步骤4;利用计算出的励磁导纳Z。的波形特征,判断变压器是否有涌流,如果
有涌流则进行闭锁保护,保护不动作,如果没有涌流则进行下一步导纳算法判断; 步骤5;将励磁导纳Z。值与预先设定的整定值p进行比较,若z。〉P ,则是被 保护元件正常运行状态或区外故障,保护装置不动作;若计算结果突然降低,Z。<
p ,则是被保护元件区内故障,保护装置动作,跳开断路器,隔离故障元件。 所述的预定值p是根据电力系统元件内部故障和元件外部故障时励磁导纳确
定的, 一般为正常运行时的励磁阻抗乘以可靠系数,P = KZqc, K为可靠系数,K〈 1,Zoc为变压器正常运行时的励磁阻抗。 本发明的有益效果具体如下
基于导纳算法的变压器保护是完全不同于变压器纵差动保护的新原理保护, 可以用于双绕组变压器、三绕组变压器等重要元件的保护系统。利用计算出的等
效导纳z。的波形特征,可以准确的判别变压器是否有涌流,同时该方法具有对变
压器故障情况的反应灵敏,判据裕度大、简单、可靠等优点。算法不需要其他保 护算法的配合,减少了中间环节,降低了由于不同保护的相互配合导致的系统复 杂度。


图1 (a)本发明方法的原理模型图,例如两绕组变压器;
图l (b)本发明方法的原理模型图,例如三绕组变压器;
图2是本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
实施例1;
本发明公开了一种基于导纳原理实现变压器保护的方法,该方法包括步骤 对被保护变压器各侧的电压、电流互感器的输出波形进行采样得到电压、电流瞬
时采样值;保护装置使用电压、电流釆样值计算电压、电流幅值相角信息;保护 装置根据导纳算法计算被保护变压器的励磁导纳^ ;若计算结果大于一恒定值则 是被保护元件正常运行状态或区外故障,保护装置不动作;若计算结果突然降低, 则是被保护元件区内故障,保护装置动作,隔离故障元件,保证电力系统可靠运 行。
以双绕组变压器为例,如图1 (a)所示,本发明提出的一种基于导纳原理的 变压器保护方法是通过如下的原理模型实现的
将变压器二次绕组和漏抗折算到一次绕组侧。&、 &、 h、 L分别是变压器 两端的电压、电流,Z。是变压器的等效励磁阻抗(导纳),Z,、 4为等效阻抗,Z,
十Z2二Z为总阻抗。则有<formula>formula see original document page 5</formula> ;
同样,对于三绕组变压器,如图1(b)所示有
<formula>formula see original document page 5</formula>;
以图i (a)推导为例,可以看出,z。的计算可以由L, i2, &, &2及总阻抗 推导得出,而与其他参数无关。计算时只用到z,+z,二z,而与z,、 z,的大小无 关。同时,它不需要在实现单独保护功能的时候再配合其他的保护算法来弥补自
身的缺陷。算法判据如下
变压器内部无故障,等效导纳z。与变压器两端的电流、电压无关。若计算出
的励磁导纳r。的波形呈交变特征,判断为变压器空载合闸出现励磁涌流,保护闭
锁,不动作。若计算出的励磁导纳z。为一恒定值,将励磁导纳^值与预先设定的 整定值P进行比较zQ>p ,则是被保护变压器正常运行状态或区外故障,保护 装置不动作;若计算结果突然降低,zQ<p ,则是被保护元件区内故障,保护装 置动作,跳开断路器,隔离故障元件。其中P是正常运行时的励磁阻抗乘以可靠 系数,p二KZoc, K为可靠系数,K < 1, Zqc为变压器正常运行时的励磁阻抗。 实施例2;
如图2所示,本发明提出的一种基于导纳原理的变压器保护方法是通过如下
的技术方案实现的,所述的方法包括步骤
首先从步骤S101开始,对被保护变压器各侧电压、电流互感器的输出波形进
行采样得到电压、电流采样值存入采样队列;
在步骤S102从采样队列中取得采样瞬时值计算电压、电流的幅值和相角; S103步骤保护装置根据导纳算法计算被保护变压器的励磁导纳值Z。; S104步骤利用计算出的励磁导纳z。的波形特征,判断变压器是否有涌流。如
果有涌流则进行闭锁保护,保护不动作,进入S105。如果没有涌流则进行下一步
导纳算法判断。
S106计算结果z。和整定值p比较判断。若计算励磁导纳值Z。〉p,表明是正常 运行状态或区外故障则进入S107步骤闭锁保护,然后进入S105步骤。
若计算结果突然降低,等效导纳值Z。〈p,表明是区内故障则进入S108步骤保 护动作,跳开断路器,进入S109步骤结束;
上述的预定值P是正常运行时的励磁阻抗乘以可靠系数,p=KZOc, K为可靠 系数,K < 1, Zqc为变压器正常运行时的励磁阻抗。
由于在本发明中实现上述方法是由具体装置构成,例如对电压电流波形进行 采样得到瞬时值、计算励磁导纳以及判断励磁导纳大小及波形特征都可以由现有 技术中的各个部分来实现,因此,上述的装置在这里没有必要进一步描述。本发 明是一种基于导纳原理实现变压器保护的方法,可以用于对双绕组变压器、三绕 组变压器及自耦变压器等重要元件的保护系统。
根据上述的描述,本领域的技术人员可以对本发明的方法的各个步骤进行合 并或分解,这些具体的变化都应当在本发明权利要求书限定的范围之内。
权利要求
1.一种基于导纳原理的变压器保护的方法,其特征在于所述的方法包括步骤步骤1;对被保护变压器各侧电压、电流互感器的输出波形进行采样得到电压、电流瞬时值;步骤2;保护装置使用电压、电流采样值计算电压、电流幅值和相角信息;步骤3;保护装置根据导纳算法计算被保护变压器的励磁导纳值Z0;步骤4;利用计算出的励磁导纳Z0的波形特征,判断变压器是否有涌流,如果有涌流则进行闭锁保护,保护不动作,如果没有涌流则进行下一步导纳算法判断;步骤5;将励磁导纳Z0值与预先设定的整定值p进行比较,若z0>p,则是被保护元件正常运行状态或区外故障,保护装置不动作;若计算结果突然降低,z0<p,则是被保护元件区内故障,保护装置动作,跳开断路器,隔离故障元件。
2、 根据权利要求1所述的一种基于导纳原理的变压器保护的方法,其特征在 于:所述的预定值p是根据电力系统元件内部故障和元件外故障时励磁导纳确定 的, 一般为正常运行时的励磁阻抗乘以可靠系数,p=KZqc, K为可靠系数,K< 1, Zoc为变压器正常运行时的励磁阻抗。
3、 根据权利要求1或2所述的一种基于导纳原理的变压器保护的方法,其特 征在于所述的被保护变压器为双绕组变压器或三绕组变压器或自耦变压器。
全文摘要
一种基于导纳原理实现变压器保护的方法,对被保护变压器各侧的电压、电流互感器的输出波形进行采样得到电压、电流瞬时采样值;保护装置使用电压、电流采样值计算电压、电流幅值相角信息;保护装置根据导纳算法计算被保护变压器的励磁导纳z<sub>0</sub>;若计算结果大于一恒定值则是被保护元件正常运行状态或区外故障,保护装置不动作;若计算结果突然降低,则是被保护元件区内故障,保护装置动作,隔离故障元件,保证电力系统可靠运行。基于导纳算法的变压器保护是完全不同于变压器纵差动保护的新原理保护,可以用于双绕组变压器、三绕组变压器等重要元件的保护系统。该方法具有判断励磁涌流明确,对变压器故障情况的反应灵敏,判据裕度大、简单、可靠等优点。
文档编号H02H7/04GK101106266SQ20071011903
公开日2008年1月16日 申请日期2007年6月18日 优先权日2007年6月18日
发明者和敬涵, 浩 张, 李静正 申请人:北京交通大学
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