专利名称：一种基于多维度信息的变压器保护实现方法
技术领域：
本发明属于电力系统继电保护领域，具体涉及一种基于多维度信息的变压器保护实现方法。
背景技术：
传统继电保护是保护单一电气设备，保护判据采用的电气量仅限于保护元件各侧或一侧的电气量，没有利用变电站其他元件的信息，当保护装置故障时，需要利用相邻元件的后备保护切除故障设备，由于后备保护性能受系统运行方式、过渡电阻、故障时刻等因素的影响，后备保护之间配合困难，存在失配的风险，利用变电站全站信息实现变压器的后备保护，可以充分利用变电站的冗余信息，快速识别故障位置，切除故障元件，简化传统保护后备段的整定。目前变压器保护以保护变压器为主要目标，当变压器过负荷时，发告警信号，提醒运行人员及时调整变压器运行方式，避免因过负荷造成变压器的危害。通过将变压器的过负荷信息上送至稳定控制装置，利用稳控装置进行预防控制，采取切机、切负荷措施，降低变压器的负荷，消除过负荷现象，可以提高装置的自动化水平，提高系统的稳定性。变压器结构复杂，故障时会产生大量的故障信息，传统的变压器保护采用电流、电压、瓦斯浓度、油压等构造保护判据，通过深入挖掘故障特征，提取表征故障的分量，利用这些分量实现保护原理可以提高变压器保护的动作性能。综合利用不同范围、不同特征的故障信息，可以提高变压器保护的可靠性，同时通过与稳定控制装置配合，及时消除变压器过负荷，提高系统的稳定性。
发明内容
为了有效利用故障信息，提升继电保护动作性能，本发明提供了一种基于多维度信息的变压器保护实现方法，综合利用空间维度和特征维度的故障信息，构造变压器保护判据，提高保护装置的适应性和动作性能。为了更好地理解本发明的思想，现对本发明中出现的技术名称说明或定义如下空间维度是从保护范围角度出发，由小到大，分别包括间隔(单一电气元件)、站域(整个变电站)和区域(一个或多个变电站)，上述间隔、站域和区域统称为空间维度。空间维度信息包括间隔信息，站域信息和区域信息，其中站域信息包含多个间隔信息，区域信息包含一个或多个站域信息，同时包含多个间隔信息。间隔信息间隔指单一电气元件，间隔信息是从单一电气元件采集获得的信息，对于变压器，间隔信息包括流过变压器各侧的电流、电压、变压器温度、瓦斯浓度、油压等。站域信息从变电站所有电气元件(包括线路、变压器、母线及电抗器等)采集的信息。站域信息包括电流、电压、温度，其中，电流采集自变电站所有线路两侧、变压器各侧、电抗器两侧，电压采集自变电站所有母线，温度采集自变电站所有线路、变压器、母线和电抗器。
区域信息区域包含一个或多个变电站，区域信息采集自该区域所包含变电站所有线路、变压器、母线和电抗器。区域信息包括电流、电压、温度，电流采集自区域内各线路两侧，电压采集自区域内各母线，温度采集自区域内线路、变压器和母线。特征维度指表征故障特征的量，并能够利用其实现保护原理。特征维度的信息包括电流、电压、方向、阻抗、能量、频谱、油压、油位、瓦斯、色谱。特征维度信息中的电流、电压、方向、阻抗、能量、频谱、温度、油压、油位、瓦斯、色谱从间隔信息中提取。本发明具体采用以下技术方案。一种基于多维度信息的变压器保护实现方法，其特征在于，所述方案包括以下步骤(I)采集与变压器相关的空间维度信息，所述空间维度信息包括被保护变压器的间隔信息、站域信息、区域信息，其中站域信息包括多个间隔信息，区域信息包括一个或多个站域信息；(2)从步骤(I)所述的各空间维度信息中提取与被保护变压器相关的特征维度信息，包括电流、电压、方向、阻抗、温度、瓦斯、油压、色谱、电流波形等；(3)利用步骤(2)从变压器空间维度的间隔信息中提取特征维度信息构造被保护变压器的主保护；(4)利用步骤(2)从变压器空间维度的间隔信息和站域信息中提取特征维度信息构造被保护变压器的后备保护；(5)利用步骤(2)从变压器空间维度的区域信息中提取特征维度信息构造变压器保护与稳定控制协调控制策略。与现有技术比，本发明提供了一种基于多维度信息的变压器保护实现方法，该方法可以综合利用空间维度和特征维度实现保护判据，提高变压器保护判据的适应性，提升保护装置的性能。
图I基于多维信息的变压器保护方案示意图；图2为本发明基于多维度信息的变压器保护方法流程图；图3基于间隔信息的变压器保护流程图；图4基于间隔信息和站域信息的变压器后备保护流程图；图5基于区域信息的变压器保护与稳定控制协调配合流程图。
具体实施例方式下面结合说明书附图和具体实施例对本申请的技术方案作进一步详细说明。图I所示利用空间维度和特征维度的信息，构造变压器保护的技术方案示意图。其中空间维度信息包括间隔、站域、区域信息，特征维度信息包括电流、电压、阻抗、温度、能量、波形、瓦斯浓度、油压、色谱。保护装置可以实现主保护、后备保护、变压器保护与稳定控制装置配合策略。图2所示为本发明基于多维度信息的变压器保护方法流程图。本发明基于多维度信息的变压器保护方法包括以下步骤
步骤I、采集与变压器相关的空间维度信息，所述空间维度信息包括被保护变压器的间隔信息、站域信息、区域信息，其中站域信息包括多个间隔信息，区域信息包括一个或多个站域信息。在本申请的一种优选实施方案中，间隔信息及站域信息采集可以通过SV/G00SE网进行传输，区域信息可以通过PMU传输。步骤2、从步骤I所述的各空间维度信息中提取与被保护变压器相关的特征维度信息，包括电流、电压、方向、阻抗、温度、瓦斯、油压、色谱、电流波形等。步骤3、利用步骤2从变压器空间维度的间隔信息中提取特征维度信息构造被保护变压器的主保护。从变压器空间维度的间隔信息中提取的特征维度信息包括变压器电流、瓦斯浓度、变压器电流波形。在本发明提供的优选实施例中，所述变压器主保护包括电流差动保护、瓦斯保护和基于波形相似度的保护，三个保护判据之间为“或”的逻辑关系。电流差动保护判据为;，其中”为变压器各侧电流，Isrt为整定电流，规定
母线指向变压器为正方向；瓦斯保护判据为，
权利要求
1.一种基于多维度信息的变压器保护实现方法，其特征在于，所述方案包括以下步骤(1)采集与变压器相关的空间维度信息，所述空间维度信息包括被保护变压器的间隔信息、站域信息、区域信息，其中站域信息包括多个间隔信息，区域信息包括一个或多个站域信息；(2)从步骤(I)所述的各空间维度信息中提取与被保护变压器相关的特征维度信息，包括电流、电压、方向、阻抗、温度、瓦斯、油压、色谱、电流波形等；(3)利用步骤(2)从变压器空间维度的间隔信息中提取特征维度信息构造被保护变压器的主保护；(4)利用步骤(2)从变压器空间维度的间隔信息和站域信息中提取特征维度信息构造被保护变压器的后备保护；(5)利用步骤(2)从变压器空间维度的区域信息中提取特征维度信息构造变压器保护与稳定控制协调控制策略。
2.根据权利要求I所述的基于多维度信息的变压器保护实现方法，其特征在于在所述步骤(3)中，根据步骤(2)从变压器空间维度的间隔信息中提取的特征维度信息包括变压器电流、瓦斯浓度、变压器电流波形；所述变压器主保护包括电流差动保护、距离保护和基于波形相似度的保护，三个保护判据之间为“或”的逻辑关系。
3.根据权利要求2所述的基于多维度信息的变压器保护实现方法，其特征在于电流差动保护判据为>&,，其中，f为变压器各侧电流，Isrt为整定电流，规定母线A.:=丨h指向变压器为正方向；瓦斯保护判据为ξ > Isrt，其中， 为变压器瓦斯浓度，Isrt为瓦斯保护整定值；
4.根据权利要求3所述的基于多维度信息的变压器保护实现方法，其特征在于变压器间隔后备保护利用所述变压器空间维度的间隔信息实现，从所述间隔信息中提取的变压器特征维度信息包括变压器温度、油压、色谱，变压器各侧能量、电流、电压、保护安装处的阻抗；所述变压器间隔后备保护包括电流保护判据、电压保护判据、阻抗保护判据、能量保护判据和过负荷判据，变压器高、中、低侧后备都采用该五个保护判据，该五个保护判据之间为“或”的逻辑关系，五个判据中任一满足动作条件，变压器间隔后备保护动作，五个保护判据分别如下电流保护判据为I > Isrt，其中I为变压器高、中、低压侧电流，Isrt为电流保护整定值，高、中、低压侧分别整定；电压保护判据为U < Usrt，其中U为变压器高、中、低压侧的电压，Uset为电压保护整定值，高、中、低压侧分别整定；阻抗保护判据为Z < Zsrt，其中Z = U/I，为变压器高、中、低压侧阻抗，Zset为阻抗保护整定值，高、中、低压侧分别整定；能量保护判据为E>Esrt’其中
5.根据权利要求3所述的基于多维度信息的变压器保护实现方法，其特征在于所述变压器站域后备保护利用所述变压器空间维度站域信息实现，从所述站域信息中提取变电站各元件的特征维度信息，包括各元件的电流、电压，构造变压器站域后备保护，所述变压器站域后备保护包括站域差动保护判据；站域差动保护判据为
6.根据权利要求5所述的基于多维度信息的变压器保护实现方法，其特征在于所述站域后备保护还进一步保护变电站各条线路和母线的方向判据，即在满足站域差动保护判据时，计算变电站各条线路和母线的方向判据，正方向判据为
7.根据权利要求I或2或3或4或5或6所述的基于多维度信息的变压器保护实现方法，其特征在于在所述步骤(5)中，变压器保护与稳定控制配合策略如下采集保护区域内各变压器的温度，当变压器温度T大于额定运行温度Te时，将过负荷信息传送至稳定控制装置，稳定控制装置采取切机、切负荷措施，若T < Tse/变压器过负荷保护返回，若T > Tse/变压器过负荷保护动作。
8.根据权利要求I至7任一所述的基于多维度信息的变压器保护实现方法，其特征在于在所述步骤(I)中，间隔信息及站域信息采集通过SV/G00SE网进行传输，区域信息可以通过PMU传输。
全文摘要
本发明提供一种基于多维度信息的变压器保护实现方法，所述方案包括(1)采集覆盖电气设备的间隔信息、站域信息、区域信息；(2)从空间维度信息提取特征维度信息；(3)利用多维度信息构造变压器的主保护判据、后备保护判据、变压器保护与稳定控制协调策略。本发明综合利用空间维度和特征维度的故障信息，实现继电保护判据，提高保护装置的适应性和动作性能。
文档编号H02H7/045GK102946086SQ20121042209
公开日2013年2月27日 申请日期2012年10月29日 优先权日2012年10月29日
发明者周泽昕, 王兴国, 杜丁香, 李岩军, 李明 申请人:中国电力科学研究院, 国家电网公司