一种变压器隔直控制装置及数据采集单元误差校正方法与流程

本发明属于对电力设备的校准、检定与检测领域，特别涉及一种变压器隔直控制装置及数据采集单元误差校正方法。

背景技术：

由于我国能源分布与电力负荷分布严重不均衡的现象，和国家电网公司构建坚强智能电网的发展需要，高压直流输电在我国得到了快速发展，已建设投运达二十余条，且后续在建和已规划的线路有十余条，高压直流输电已构成我国电网主网架的重要组成部分。当高压直流输电线路单极或双极不对称以大地为回路运行时，巨大的直流电流会对接地极附近的交流系统产生较大的影响。直流电流流入交流变压器中性点后产生直流偏磁，变压器出现谐波增加、振动加剧噪声增加、铁芯过热等问题，可能引起保护的误动作，严重时可能烧坏变压器。

抑制直流偏磁的主要措施之一是在变压器中性点和大地之间串入隔直装置，依靠隔直装置中的电容“隔直通交”的作用使得直流电流无法流入变压器，避免过大的直流电流对变压器的不利影响。

如附图1所示，隔直装置主回路主要由电容c、快合开关qf和电压电流数据采集单元构成，数据采集单元包括用于电压采样的pt互感器和用以电流采样的ct互感器；此外还有控制模块用以采样计算电压电流和控制快合开关qf分合闸操作。隔直装置具有两种工作模式，隔直(分闸)模式和直接接地(合闸)模式，系统依靠pt检测到的电容c两端电压和ct检测到的中性点电流确定当前工作模式。当检测到中性点ct直流电流大于设定值，控制快合开关qf分闸，中性点通过电容c接地，转为隔直模式，通过电容的隔直通交特性达到避免直流电流流经变压器中性点从而实现避免直流偏磁的目的；当检测到电容两端电压小于设定限值，或者中性点交流电流大于设定限值，或者或发生其他故障状态时，控制qf合闸，中性点通过qf直接接地，转为直接接地模式。

中国杂志《科学与技术》第9期名称为《500kv变压器中性点加装隔直装置的应用分析》的论文就公开了一种隔直装置的隔直模式和直接接地模式的切换方式等内容。

上述方案能够解决中性点隔直问题，但是由于隔直装置长期运行过程中，由于互感器自身、线路和其他一些设备会产生累计误差，以及电流互感器和电压互感器的零漂误差，会导致电流和电压的采样精度较低，影响对隔直模式和直接接地模式之间的切换的精确度，从而影响变压器隔直装置稳定可靠的运行。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种变压器隔直控制装置及数据采集单元误差校正方法，用于解决现有技术中由于变压器隔直装置互感器的采样误差造成隔直装置稳定性低和可靠性低的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种变压器隔直装置数据采集单元误差校正方法，包括以下步骤：

若变压器隔直装置为隔直模式，检测变压器中性点的直流电流，若检测到的直流电流不为零，则判断为存在零漂电流误差，并将检测的零漂电流值保存，使用该零漂电流值对直接接地模式下的ct采样值进行校正；

若变压器隔直装置为直接接地模式，检测隔直电容两端的电压，若隔直电容两端的电压不为零，则判断为存在零漂电压误差，并将检测的零漂电压值保存，使用该零漂电压值对隔直模式下的pt采样值进行校正。

进一步地，以设定的周期更新、保存零漂电流值和零漂电压值。

进一步地，还使用所述零漂电流值对隔直模式下的ct采样值进行校正并且显示；还使用所述零漂电压值对直接接地模式下的pt采样值进行校正并且显示。

本发明还提供了一种变压器隔直控制装置，包括控制器和存储器，所述控制器运行所述存储器存储的、用于执行以下步骤的指令：

判断变压器隔直装置当前所处的模式，所述模式包括隔直模式和直接接地模式，若为隔直模式，则：

检测变压器中性点的直流电流，若检测到的直流电流不为零，则判断为存在零漂电流误差，并将检测的零漂电流值保存；获取pt实时采样值并且进行校正，若校正后的pt值超出设定电压值，控制快合开关为合闸状态，转为直接接地模式；

若为直接接地模式，则：

检测隔直电容两端的电压，若隔直电容两端的电压不为零，则判断为存在零漂电压误差，并将检测的零漂电压值保存；获取ct采样值并且进行校正，若校正后的ct值超出设定电流值，控制快合开关分闸，转为隔直模式。

上述过程中，通过直接接地模式下的存储的零漂电压值对隔直模式下的pt值进行校正，通过隔直模式下的存储的零漂电流值对接地模式下的ct值进行校正。

进一步地，以设定的周期更新、保存零漂电流值和零漂电压值。

进一步地，还使用所述零漂电流值对隔直模式下的ct采样值进行校正并且显示；还使用所述零漂电压值对直接接地模式下的pt采样值进行校正并且显示。

本发明的有益效果是：

本发明根据隔直装置在隔直模式下的电流互感器直流分量为零，直接接地模式下的电压互感器的电压分量为零的特性，提出了一种对电流互感器和电压互感器的数据采集单元误差校正方法。若变压器隔直装置为隔直模式，检测变压器中性点的直流电流，若检测到的直流电流不为零，则判断为存在零漂电流误差，并将检测的零漂电流值保存，使用该零漂电流值对直接接地模式下的ct采样值进行校正；若变压器隔直装置为直接接地模式，检测隔直电容两端的电压，若隔直电容两端的电压不为零，则判断为存在零漂电压误差，并将检测的零漂电压值保存，使用该零漂电压值对隔直模式下的pt采样值进行校正。在隔直装置长期运行过程中，上述方案可以自动的进行电流互感器和电压互感器采样回路的零漂误差校正，不用人为干预，而且是在线的，不影响设备运行；能够消除电流互感器或电压互感器自身、线路和其他设备的误差，提高电流或电压的采样精度，保证隔直模式和直接接地模式能够精确的切换，使隔直装置运行更加稳定可靠。

进一步地，以设定的周期对零漂电流值或零漂电压值进行更新，能够减小温湿度等外界环境变化的影响。

附图说明

图1为隔直装置接入变压器中性点回路示意图；

图2为校正过程处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

本发明的一种变压器隔直装置数据采集单元误差校正方法的实施例：

如图1所示的变压器隔直装置，包括隔直电容c、快合开关qf、隔直电容c与快速闭合开关qf并联连接，变压器中性点接地，变压器与大地之间串设有电流互感器和电压互感器，对电流互感器ct和电压互感器pt的零漂误差进行修正的具体过程，如图2所示：

1、若变压器隔直装置由直接接地模式转为隔直模式时，快合开关qf分闸，变压器中性点通过隔直电容c接地延时设定时间等待线路状态稳定后，检测变压器中性点的直流电流，由于隔直电容无法通过直流电流，电流互感器ct采样到的额直流电流理论值应为0，电流互感器ct若检测到的直流电流不为零，则判断为存在零漂电流误差，该零漂电流误差可以用来校正隔直模式和直接接地模式下的电流互感器的测量值，电流互感器零漂误差icterr表示为：

icterr＝0-ict1＝-ict1

其中，icterr为电流互感器的零漂电流误差值，ict1为采样到的直流电流。

将该零漂电流误差值写入eeprom掉电保存区。在隔直模式下，以设定的周期，如将周期设置为t1，若满足设定的周期，均根据当前实测直流电流数据更新电流零漂误差icterr，用于后续采样计算补偿。

2、在隔直模式或直接接地模式下，若电流互感器ct采样到的原始电流为ict2，则用于逻辑判断和输出的电流数据实际上应该为采样到的原始电流与电流零漂误差值叠加的结果，表示为：

ict＝ict2+(-ict1)

其中，ict为电流互感器的实际输出电流值，ict2为采样到的原始电流。

3、若修正后的电流值超过设定的电流值，则控制快合开关分闸，转为隔直模式。

4、若变压器隔直装置由隔直模式转为直接接地模式时，快合开关qf合闸，变压器中性点通过隔直电容c接地延时设定时间等待线路状态稳定后，检测隔直电容两端的电压，由于隔直电容c被短路，电压互感器pt采样到的隔直电容两端电压理论值应该为0，若电压互感器pt检测到的电压不为零，则判断为存在零漂电压误差，该零漂电压误差可以用来校正隔直模式和直接接地模式下的电压互感器的测量值，电压互感器零漂误差upterr表示为：

upterr＝0-upt1＝-upt1

其中，upterr为电流压感器的零漂电压误差值，upt1为采样到的隔直电容两端的电压。

将该零漂电压误差值写入eeprom掉电保存区。在直接接地模式下，以设定的周期，如将周期设置为t1，若满足设定的周期，均根据当前实测电压数据更新电压零漂误差upterr，用于后续采样计算补偿。

5、在隔直模式或直接接地模式下，若电压互感器pt采样到的原始电压为upt2，则用于逻辑判断和输出的电压数据实际上应该为采样到的原始电压与电压零漂误差值叠加的结果，表示为：

upt＝upt2+(-upt1)

其中，upt为电压互感器的实际输出电压值，upt2为采样到的原始电压。

6、若修正后的电压值小于设定的电压值，则控制快合开关合闸，转为直接接地模式。

上述实施例提供的方法能够消除电流互感器或电压互感器自身、线路和其他设备的误差，提高电流或电压的采样精度，保证隔直模式和直接接地模式能够精确的切换，使隔直装置运行更加稳定可靠。

本发明还提供了一种变压器隔直控制装置，包括控制器和存储器，控制器运行存储器存储的、用于执行步骤1-步骤6的指令，本发明的隔直控制装置运行过程中的在线自动零漂误差校正，不用人为干预；在隔直装置运行过程中在线自动定时进行零漂校正，定时更新误差数据，能够减小温湿度等外界环境变化的影响；能够有效消除包含互感器自身、信号传输线路和adc转换器在内的整个采样回路的零漂误差，提高电流或电压的采样精度，保证隔直模式和直接接地模式能够精确的切换，使隔直装置运行更加稳定可靠。以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于以上所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。