专利名称：特高压调压变压器保护的等效瞬时电感涌流闭锁判别方法
特高压调压变压器保护的等效瞬时电感涌流闭锁判别方法专利领域本发明属于电力系统的继电保护技术领域，特别涉及一种特高压调压变压器保护的等效瞬时电感涌流闭锁判别方法。
背景技术：
特高压输电是世界电网发展领域的一项崭新事业，处于电网科技发展的前沿，目前国内外没有成熟的经验。IOOOkV特高压变压器结构特殊，由主体变压器和调压变压器两部分组成，主变压器高、中、低压侧采用Yru Yn、dll的绕组接线方式，额定容量为1000/1000/334MVA，各侧的额定电压为1050/3:525/3±4X I. 25%: llOkV，并采用中性点无励磁调压方式，与传统的变压器结构有很大区别，尤其是采用了外接调压变压器的分体调 压方式和配置了单独的调压绕组和补偿绕组差动保护(如图I所示)。但现在已有的励磁涌流判别原理都是针对于传统变压器进行的研究，应用于特高压变压器时并不一定能够准确地识别励磁涌流。实际特高压调压变差动保护采用分相闭锁方式以及传统的二次谐波制动方案，然而有关的理论分析和仿真研究表明由于特高压变压器的特殊结构以及随着铁心材料的变化，特高压变压器三相励磁涌流的二次谐波含量有可能处于二次谐波门槛值以下，分相闭锁方式会导致误动；而远距离长线路输电使得内部故障时暂态电流产生较大的二次谐波，会导致拒动。具体来说，，一般情况下，特高压变压器空载合闸时，调压变三相励磁涌流中的二次谐波含量远大于15%，利用传统二次谐波闭锁判据，可以有效闭锁保护；然而当主变或调压变含有较大剩磁时，在某些合闸条件下可能导致调压变涌流中的一相低于15%，最低甚至低至5%，可能导致误动，如图3所示。如图2所示的当空投于三相短路或两相接地故障时，故障相二次谐波含量远低于15%，即至少有两相差流的二次谐波含量低于15% ;非故障相表现为涌流特征，其二次谐波含量非常高。然而当空投于单相匝间/匝地故障时，仅有一相差流的二次谐波含量低于15%，与调压变深度饱和时的励磁涌流波形类似，如图3b所示。因此，应用得最广泛的二次谐波分相闭锁判据在特高压调压变差动保护中存在局限性。近年来，利用变压器的励磁支路非线性特性来鉴别励磁涌流的思想被提出，并因其在理论上具有较好的识别效果而逐渐受到关注。葛宝明，于学海，王祥珩，等在《电力系统自动化.2004，28 (7):44-48》中发表的“基于等效瞬时电感判别变压器励磁涌流的新算法”中提出了利用等效瞬时电感的变化特征来区分变压器励磁涌流与内部故障电流的算法，然而这种利用等效瞬时电感变化量的判别方法存在一定的局限性其一，对具有Υ-Λ接线方式的变压器而言，由于变压器两侧电流相位不一致，必须采取一定的措施来调整差流平衡，然而无论采取怎样的措施，都会造成计算得到的差流与实际差流存在一定的偏差，因此，无法准确地刻画变压器励磁支路的非线性变化特征；其二，在特高压调压变的原边绕组安装电压测量元件是不符合工程实际的，也就是说无法直接测量原边绕组的端口电压，因而无法准确计算等效瞬时电感，这都限制了等效瞬时电感方法的采用。综上所述，在一般情况下，这种基于等效瞬时电感的判据不具有实用性。因此，在利用等效瞬时电感变化特征判别涌流的思想基础上，突破其应用于特高压变压器差动保护时存在的障碍，寻求一种适用于特高压调压变差动保护的新算法就显得尤为重要，参考葛宝明，于学海，王祥珩，等发表的“基于等效瞬时电感判别变压器励磁涌流的新算法”(《电力系统自动化》.2004,28 (7)44-48)。
发明内容
本发明的目的是针对上述特高压调压变压器差动保护可靠性不足的问题，提出一种特高压调压变压器保护的等效瞬时电感涌流闭锁判别方法，特高压调压变压器由三个独立的单相变压器组成，采用Υ-Λ接线方式，副边侧安装的TA5接于△侧绕组内部，由此所测得的原副边电流不存在相位差，可以直接求取准确的差动电流id ;其特征在于，包括以下步骤I)首先求出特高压调压变压器的A相、B相和C相的动作电流和制动电流，动作电流为/ 丨，制动电流为广-皂)|，其中，/丨和a分别为调压变压
器原边侧和副边侧电流互感器的二次电流，(参考张保会，尹项根等编写的《电力系统继电保护》中国电力出版社，第二版.2010年3月166-177);2)对A、B、C三相分别比较动作电流和制动电流，判断是否进入比率制动特性的动作区；当i相处于制动区时，将i相的等效瞬时电感方差σ Li置为一大于ε的常数(ε为门槛值)并留有足够裕度(大量的仿真实验表明，当门槛值ε取O. Ofl时能正确区分涌流和内部故障，此处，所述ε取O. 1，所置常数设定为1)，i相为A相、B相或C相，oL表示由一周波内的等效瞬时电感计算出的变化量；当i相进入动作区时,则对i相进行等效瞬时电感变化量分析，并计算i相的等效瞬时电感方差OLi ；3)若等效瞬时电感方差高于门槛值ε，8卩σ Li > ε，则判为涌流，闭锁该相保护，否则判为该相故障；4)输出判断结果。励磁涌流和故障电流在波形上的差异只是一种表征现象，并非二者最本质的区另IJ，产生励磁涌流的最根本原因在于变压器铁芯饱和而导致励磁电感出现周期性变化。所述等效瞬时电感变化量分析过程如下(I)首先定义等效瞬时电感为从原边绕组端口看进去的等效瞬时励磁电感,其计算公式如下
权利要求
1.一种特高压调压变压器保护的等效瞬时电感涌流闭锁判别方法，特高压调压变压器由三个独立的单相变压器组成，采用Υ-Λ接线方式，副边侧安装的TA5接于Λ侧绕组内部，由此所测得的原副边电流不存在相位差，可以直接求取准确的差动电流id ; 其特征在于，包括以下步骤 1)首先求出特高压调压变压器的A相、B相和C相的动作电流和制动电流，如图I所示， I动作电流为
2.根据权利要求I所述特高压调压变压器保护的等效瞬时电感涌流闭锁判别方法，其特征在于，所述等效瞬时电感变化量分析过程如下 (1)首先定义等效瞬时电感为从原边绕组端口看进去的等效瞬时励磁电感，其计算公式如下
3.根据权利要求2所述特高压调压变压器保护的等效瞬时电感涌流闭锁判别方法，其特征在于，所述通过间接计算的方法获得等效的调压变压器原边绕组端口电压，设调压变压器原边绕组的端口电压为U1，根据合闸时分接头所处的档位得到调压变压器变比即原副边绕组匝数之比K1，那么调压变压器副边绕组电压为$。又因调压变压器副边绕组与主变压器低压绕组并联，若主变压器公共绕组和低压绕组的变比为K2,则公共绕组电压为 。若500KV母线处的相电压为Up (可由母线处安装的电压互感器(PT)求取)，则
全文摘要
本发明公开了属于电力系统的继电保护技术领域的一种特高压调压变压器保护的等效瞬时电感涌流闭锁判别方法。首先求出特高压调压变压器的A相、B相和C相的动作电流和制动电流，通过比较动作电流和制动电流判断该相是否进入比率制动特性的动作区；对进入动作区的相别，利用电压变换的方法根据特高压变压器主变中压侧电压求出调压变等效端口电压，计算该相等效瞬时电感方差σLi； 若等效瞬时电感方差高于门槛值ε，即σLi＞ε，则判为涌流，闭锁该相保护，否则判为该相故障，最后输出判断结果。本发明重点解决了特高压调压变压器深度饱和时涌流与匝间/匝地故障的鉴别问题，反映故障和涌流的本质区别，有效提高了特高压变压器保护的可靠性。
文档编号G01R31/00GK102879671SQ201210344440
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月17日 优先权日2012年9月17日
发明者郑涛, 陈佩璐, 卢婷 申请人:华北电力大学