专利名称：电炉变压器继电保护系统及方法
技术领域：
本发明涉及电炉变压器差动保护领域。
背景技术：
冶金化工行业应用一种特殊性能及结构的电炉变压器，多为Y/ Δ -11/ Δ -11或Y/ Υ-12/ Δ-11接线方式，高压侧电压为35 220kV，低压侧输出电压为几十伏至200伏，直接供电给电弧型电炉，产生高温来冶炼矿石。高压侧电压取自电力系统，基本稳定，低压侧电压可在广泛范围内调压。电炉变压器调压与普通电力变压器不同。普通电力变压器有载调压范围小(约 5% )，变压器差动保护不引入有载调压档位信息，即软件中不考虑调压档位，根据变压器额定参数直接计算电流平衡系数，并且通过适当提高差动保护门槛来躲过有载调压范围引起的不平衡电流。而电炉变压器有载调压范围宽(以某种电炉变压器为例，低压侧额定电压204V， 调压上限为240V，下限为138V)，每相电炉变压器具有35级调压，在电炉变压器运行过程中每相的档位还不相同，3个单相电炉变压器共计多达105级的有载调压档位。电炉变压器一般采用电动操作机构来控制调压。如果差动保护采用变压器一、二次绕组固定变比计算出的平衡系数参与差动电流的计算，则低压侧运行电压不为额定电压时，就会计算出差动电流，最大为额定电流的30%，势必会造成差动保护的误动，如抬高差动保护电流门槛，又会造成差动保护在变压器区内故障时失去灵敏度。因此，用于电炉变压器的差动保护设备必须实时地根据变压器有载调压档位计算差动保护的平衡系数。
发明内容
本发明的目的是提供一种继电保护系统及方法，用以解决多级档位有载调压变压器的差动保护问题。基于这种方法，本发明还提供一种继电保护系统。为实现上述目的，本发明的方法方案是一种电炉变压器继电保护方法，步骤如下A，将有载调压控制器输出的档位信息进行二进制编码，转换为相应的二进制码制档位信息；B，将所述二进制码制档位信息输送到继电保护设备，继电保护设备进行解码，获取相应的实际档位信息；C，继电保护设备根据实际档位信息计算当前档位下各相低压侧电压，并计算出各相平衡系数；D，根据每相平衡系数实时计算差动保护电流。所述二进制码制为BCD码制。步骤C分为三步，第一步是首先根据实际档位信息计算各相低压侧电压，并计算出低压侧B、C相相对低压侧A相平衡系数；第二步是以高压侧电流为基准电流，结合电炉变压器参数计算低压侧A相平衡系数；第三步是低压侧A相差动保护平衡系数分别与低压侧B、C相相对A相平衡系数相乘得到低压侧B、C相差动保护平衡系数。所述第一步为低压侧当前A 相电压为Ua = (Umax-Umin) * (N-Xa) / (N-I) +Umin,低压侧当前B 相电压为Ub = (Umax-Umin)*(N-Xb)/(N-I) +Umin,低压侧当前C 相电压为Uc = (Umax-Umin)* (N-Xc)/(N-I)+Umin ；低压侧B、C相相对A相平衡系数分别为肌/Ua、Uc/Ua ；低压侧最低电压为toin， 最高电压为Umax ；调压总档位为N ;)(a为A相档位，胁为B相档位，)(C为C相档位，fe为低压侧A相绕组当前工作电压，Ub为低压侧A相绕组当前工作电压，Uc为低压侧A相绕组当前工作电压；第二步为按公式
权利要求
1.一种电炉变压器继电保护方法，其特征在于，步骤如下A，将有载调压控制器输出的档位信息进行二进制编码，转换为相应的二进制码制档位 fn息；B,将所述二进制码制档位信息输送到继电保护设备，继电保护设备进行解码，获取相应的实际档位信息；C，继电保护设备根据实际档位信息计算当前档位下各相低压侧电压，并计算出各相平衡系数；D，根据每相平衡系数实时计算差动保护电流。
2.根据权利要求1所述的一种电炉变压器继电保护方法，其特征在于，所述二进制码制为B⑶码制。
3.根据权利要求1所述的一种电炉变压器继电保护方法，其特征在于，步骤C分为三止少，第一步是首先根据实际档位信息计算各相低压侧电压，并计算出低压侧B、C相相对低压侧A相平衡系数；第二步是以高压侧电流为基准电流，结合电炉变压器参数计算低压侧A相平衡系数； 第三步是低压侧A相差动保护平衡系数分别与低压侧B、C相相对A相平衡系数相乘得到低压侧B、C相差动保护平衡系数。
4.根据权利要求3所述的一种电炉变压器继电保护方法，其特征在于，所述第一步为 低压侧当前 A 相电压为 = (Umax-Umin)*(N-Xa)/(N-I)+Umin，低压侧当前 B 相电压为 = (Umax-Umin)*(N-Xb)/(N-I)+Umin， 低压侧当前 C 相电压为Uc = (Umax-Umin)*(N-Xc)/(N-I)+Umin ； 低压侧B、C相相对A相平衡系数分别为WVUa、UC/Ui ；低压侧最低电压为toin，最高电压为Umax ；调压总档位为N ;Xa为A相档位，胁为B相档位，k为C相档位，fe为低压侧 A相绕组当前工作电压，Ub为低压侧A相绕组当前工作电压，Uc为低压侧A相绕组当前工作电压；第二步为按公式叉=又计算出的高压侧二次额定电流。其中&、Un、nTA是系统参数中的“变压器铭牌额定容量”和“高压侧一次额定线电压”及 “高压侧TA变比”按公式Ia = Sn/(3*Ux*nTA)计算出低压侧A相二次额定相电流。 其中，&、nTA、Ux、是系统参数中的“变压器铭牌额定容量”和“低压侧TA变比”及低压侧A相绕组额定电压。可得低压侧α相差动保护平衡系数为kpM = iyiA。 第三步为低压侧A相差动保护平衡系数为kpM = Ie/IA 低压侧B相差动保护平衡系数为kphB = kpM*(Ub/Ua) 低压侧C相差动保护平衡系数为kph。= kpM*(U。/Ua)
5.一种如权利要求1所述方法的电炉变压器继电保护系统，三相电炉变压器低压侧的电子电流互感器通过模拟量采集设备连接到差动保护设备，且各相变压器均对应设有载调压控制器，其特征在于，所述有载调压控制器将变压器实时运行档位进行二进制编码，以继电器接点方式输出连接差动保护设备内的档位采集模块，继电器接点数量反映所述二进制编码所采用的编码形式与档位数量；所述档位采集模块，用于解码档位信息，传输到差动保护设备。
6.根据权利要求5所述的电炉变压器继电保护系统，其特征在于，所述二进制码制为 BCD码制。
全文摘要
本发明涉及电炉变压器继电保护系统及方法，三个单相电炉变压器低压侧的电子电流互感器通过模拟量采集设备连接到差动保护设备，且各变压器均对应设有载调压控制器，所述有载调压控制器将变压器实时运行档位进行二进制编码，以继电器接点方式输出连接差动保护设备内的档位采集模块，继电器接点数量反映所述二进制编码所采用的编码形式与档位数量；所述档位采集模块，用于解码档位信息，传输到差动保护设备。本发明的方式不需要大量的开关量采集，就能将档位信息传输到继电保护设备进行利用，并能保证实时性。
文档编号H02H7/045GK102354953SQ20111029987
公开日2012年2月15日 申请日期2011年9月28日 优先权日2011年9月28日
发明者刘志远, 刘星, 姚东晓, 姜睿智, 李瑞生, 邓茂军, 郭维雅, 魏燕 申请人:宁夏回族自治区电力公司, 许昌许继软件技术有限公司, 许继电气股份有限公司