专利名称：电流故障分量瞬时值极性比较实现变压器保护的方法
技术领域：
本发明涉及变压器保护方法，尤其是一种电流故障分量瞬时值极性比较实现变压器保护的方法。
背景技术：
目前，国内外变压器的保护大多数主要采用比率制动式差动保护的原理。为躲变压器空载合闸及外部短路故障切除后的励磁涌流，通常利用二次谐波制动原理或间断角原理。为躲区外短路的最大不平衡电流利用比率制动原理；另外，为防止变压器区外短路由于电流互感器TA的饱和造成比率制动式差动保护误动，采用高值比率差动保护或利用二次、三次谐波的含量来判断电流互感器TA是否饱和，如电流互感器TA饱和就闭锁稳态比率差动保护。利用上述原理实现的变压器保护，当内部故障如短路电流很大，电流互感器严重饱和二次电流波形严重畸变，完全可能出现间断角和高次谐波，使间断角原理和二次谐波制动原理构成的差动保护均经较长延时动作，降低了快速性。当外部故障如各侧电流互感器饱和特性不一致时，暂态不平衡电流很大，可能误动。和应涌流中的二次谐波与基波的比值相对较小，并且不是在和应涌流最大时最大，所以采用通常的二次谐波闭锁条件不能完全保证不误动。在实际现场中发生过二次谐波没能闭锁保护的误动事例，参阅《电力系统自动化》杂志2005年第四卷第6期，第6页。另一方面，和应涌流含有大量的衰减的非周期分量可能使变压器各侧的电流互感器发生暂态饱和产生差流导致保护误动，参阅《电力系统自动化》杂志2005年第四卷第6期，第13页。另外在《继电器》杂志2002年第30卷， 第72页提出一种《故障分量比相原理在变压器保护中的应用》，该原理具有较好的抗TA饱和的性能但从原理上仍然受TA饱和的影响。当变压器带有较大的容性无功时，在变压器内部故障时可能发生拒动，在外部故障切除后可能发生误动。
发明内容
本发明的目的是提供一种电流故障分量瞬时值极性比较实现变压器保护的方法， 其具有较好的抗电流互感器饱和的性能，在实现变压器保护过程中不受外部短路产生的最大不平衡电流、变压器容性无功补偿、外部故障切除后产生的励磁涌流及和应涌流的影响， 保证了在发生相间短路、接地短路和较严重的匝间短路等故障时灵敏、快速且可靠地出口跳闸。为了实现上述目的，本发明提供了一种电流故障分量瞬时值极性比较实现变压器保护的方法，其特征在于包括以下步骤
51将变压器各侧归算到额定容量，并对变压器各侧的二次电流进行数值和相位补
偿；
52判断变压器是否至少有两侧断路器的动合触点的开入量变位为“1”，同时判断各侧电流互感器是否发生断线，当变压器至少有两侧断路器的动合触点的开入量变位为“1”，同时各侧电流互感器没有发生断线时，电流故障分量瞬时值比较保护开放，否则继续执行步骤S2 ；
S3:相电流突变量或零序电流启动元件启动后，每间隔M时段分别根据变压器各侧各相采集到的相电流采样值，判断各相是否为电源相，如果满足以下两个条件则判定所述相电流采样值对应的相在M时段内为电源相，否则在所述M时段内不为电源相
A、在M时段内至少连续N时段存在相电流采样值的一阶差分电流与变压器的二次额定电流的比值系数K的绝对值大于可靠系数Kl，即
权利要求
1. 一种电流故障分量瞬时值极性比较实现变压器保护的方法，其特征在于包括以下步骤51将变压器各侧归算到额定容量，并对变压器各侧的二次电流进行数值和相位补偿；52判断变压器是否至少有两侧断路器的动合触点的开入量变位为“1”，同时判断各侧电流互感器是否发生断线，当变压器至少有两侧断路器的动合触点的开入量变位为“1”， 同时各侧电流互感器没有发生断线时，电流故障分量瞬时值比较保护开放，否则继续执行步骤S2 ；S3:相电流突变量或零序电流启动元件启动后，每间隔M时段分别根据变压器各侧各相采集到的相电流采样值，判断各相是否为电源相，如果满足以下两个条件则判定所述相电流采样值对应的相在M时段内为电源相，否则在所述M时段内不为电源相A、在M时段内至少连续N时段存在相电流采样值的一阶差分电流与变压器的二次额定电流的比值系数K的绝对值大于可靠系数K1，即
2.根据权利要求1所述的电流故障分量瞬时值极性比较实现变压器保护的方法，其特征在于在所述步骤S4中如果变压器仅一侧存在一个或者多个电源相，则判定变压器内部故障，出口跳闸。
3.根据权利要求1所述的电流故障分量瞬时值极性比较实现变压器保护的方法，其特征在于所述步骤S3和S4中所述M的取值范围为5 10 ms,Kl的取值范围为2 8，N取值范围为1 3 ms。
4.根据权利要求3所述的电流故障分量瞬时值极性比较实现变压器保护的方法，其特征在于所述M取5 ms，所述Kl取3，所述N取1 ms。
5.根据权利要求1所述的电流故障分量瞬时值极性比较实现变压器保护的方法，其特征在于所述步骤S7中所述Ml取5 ms，所述M2取10 ms，所述M3取15 ms，所述M4取20 ms，所述附取3 ms，所述N2的取值范围为4 8 ms，所述N3的取值范围为6 10 ms，所述N4的取值范围为10 15 ms。
6.根据权利要求5所述的电流故障分量瞬时值极性比较实现变压器保护的方法，其特征在于所述N2取6 ms，所述N3取8 ms，所述N4取10 ms。
全文摘要
本发明公开了一种电流故障分量瞬时值极性比较实现变压器保护的方法，属于电力系统变压器保护技术领域。当变压器故障分量瞬时值在一定区间满足要求的同极性条件时，出口跳闸，则说明变压器内部发生故障。本发明使运行中的变压器当发生短路故障时能快速切除故障，不受外部短路切除后产生的励磁电流、和应涌流及变压器容性无功的影响。本发明的保护方法具有较好的抗电流互感器饱和的影响，当利用其他的电流互感器饱和判别和电流互感器饱和后进行数值和相位补偿的有关方法后本发明的方法完全不受电流互感器饱和的影响。本发明的方法同样适用于发电机、母线、电动机等元件的短路故障保护。
文档编号H02H7/04GK102255284SQ20111020949
公开日2011年11月23日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年7月26日
发明者郭光荣 申请人:重庆电力高等专科学校