油浸式变压器反时限压力保护方法与流程

本发明属于变压器非电量保护技术领域，具体涉及油浸式变压器反时限压力保护方法。

背景资料

作为电力变压器重要的保护组件，瓦斯保护、压力保护一直与差动保护配合做变压器主保护使用。相比较电气量保护而言，传统的瓦斯、压力保护更直接反应变压器区内故障中出现的油流涌动和压力升高等非电量特征，在原理上具有更高的灵敏度和可靠性。但是，与变压器电气量保护不同，长期以来非电量保护并未受到业界关注而始终处于初级、落后水平。与变压器电气量保护相比，非电量保护的正确动作率也处于较低水平，因变压器外部短路冲击造成主变重瓦斯保护误动跳闸，压力释放阀喷油事故屡有发生，对电网安全运行造成较大影响。

目前，造成非电气量保护性能低下的主要原因有以下四个方面：其一，作为机械式继电器，其测量反映油箱内部故障的非电气动作量精度不足，且其性能受变压器运行环境及人为因素影响大，同时机械部件磨损老化也影响其灵敏度；其二，机械式继电器整定计算困难，目前现场安装的瓦斯继电器动作定值根据上世纪五十年代前苏联提供的试验结果和运行经验选取，其正确性、合理性无从判定；其三，变压器只装设同类型一台非电量继电器且安装位置固定，而油箱内部故障位置及强度存在很大的随机性，故障点距离继电器安装位置对非电量继电器动作性能存在较大影响；最后，油箱内部故障前后非电量故障特征的变化过程极其复杂，而对其深入研究分析不足，同时非电量保护装置由变压器厂家配置导致继电保护工作者重视程度不足也是重要原因。

技术实现要素：

为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供油浸式变压器反时限压力保护方法，利用数字式压力保护装置的反时限式动作特性，当压力大时，保护的动作时限短，而压力小时保护的动作时限长，从而避免出现压力过大时油箱直接炸裂，保护来不及动作的情况。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

油浸式变压器反时限压力保护方法，包括如下步骤：

步骤1：保护上电前，预先设定反时限压力保护装置的动作特性方程；

步骤2：油浸式变压器运行时，信号采集装置通过压力传感器对油浸式变压器油箱壁上的压力波形进行采样，得到测点处压力瞬时值p(t)；

步骤3：依据测点处压力瞬时值p(t)是否达到保护动作门槛值pop来判断反时限压力保护装置是否启动；若达到，则启动反时限压力保护装置，进入步骤4，否则返回步骤2，继续采集测点处压力瞬时值p(t)；

步骤4：将测点处压力瞬时值p(t)代入反时限压力保护装置的动作特性方程，求解反时限压力保护装置动作时长top，反时限压力保护装置的延时元件延时top后，反时限压力保护装置动作。

所述反时限压力保护装置动作特性方程如式(1)所示

plim＝0.8pwithstd(2)

式中，k，n为设计的常数；plim为油浸式变压器油箱安全许用压力值；pwithstd为变压器油箱炸裂极限压力值，t为保护动作延时，p为测点处压力瞬时值。

所述保护动作门槛值pop计算公式如(3)所示。

pop＝krelpumb_max(3)

式中，krel为可靠系数，取值1.2；pumb_max为外部扰动下油浸式变压器油箱的最大不平衡压力瞬时值。

本发明需要在油浸式变压器运行时，实时采集被保护油浸式变压器压力传感器安装处的压力数值，并依据事先设定好的压力保护装置反时限动作特性曲线，计算合理的动作时间。当延时元件计时结束时，保护动作，整套装置复归。

附图说明

图1是实现本发明方法的流程图。

图2是适用于本发明方法的油浸式变压器反时限式压力保护动作特性。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明是油浸式变压器反时限压力保护方法，包括以下步骤：

步骤1：保护上电前，预先设定反时限压力保护装置的动作特性方程，该方程对应动作特性曲线如图2所示；

步骤2：油浸式变压器运行时，信号采集装置通过压力传感器对油浸式变压器油箱壁上的压力波形进行采样，得到测点处压力瞬时值p(t)；

步骤3：依据测点处压力瞬时值p(t)是否达到保护动作门槛值pop来判断反时限压力保护装置是否启动；若达到，则启动反时限压力保护装置，进入步骤4，否则返回步骤2，继续采集测点处压力瞬时值p(t)；

步骤4：将测点处压力瞬时值p(t)代入反时限压力保护装置的动作特性方程，求解反时限压力保护装置动作时长top，反时限压力保护装置的延时元件延时top后，反时限压力保护装置动作。

实施例

以某220kv油浸式变压器为例说明本发明方案的可行性。当测点处压力瞬时值p(t)小于保护动作门槛值pop时，判定油浸式变压器处于正常运行或经受外部扰动状态，反时限压力保护装置不动作；当测点处压力瞬时值p(t)大于保护动作门槛值pop时，判定油浸式变压器为内部故障状态，且测点处压力瞬时值越接近油箱许用安全压力极限，反时限压力保护装置延时越小，有利于减小油箱在压力冲击的形变风险。

技术特征：

技术总结
本发明公开了油浸式变压器反时限压力保护方法，首先，在保护上电前，预先设定反时限压力保护装置的动作特性方程；其次，在油浸式变压器运行时，信号采集装置通过压力传感器对油浸式变压器油箱壁上的压力波形进行采样，得到测点处压力瞬时值P(t)；然后，依据测点处压力瞬时值P(t)是否达到保护动作门槛值Pop来判断反时限压力保护装置是否启动；最后，将测点处压力瞬时值P(t)代入反时限压力保护装置的动作特性方程，求解反时限压力保护装置动作时长top，延时元件延时top后保护动作。本发明方法能够正确区分变压器内部故障和外部扰动，有效避免压力保护装置误动或拒动。

技术研发人员：郝治国;姚绍勇;司佳楠;张煜成;李博宇;顾翼南;徐靖东
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：2019.02.28
技术公布日：2019.05.21