基于油流速度变化量的油浸式变压器数字式非电量保护方法与流程

本发明涉及油浸式变压器的保护技术领域，具体涉及一种基于油流速度变化量的油浸式变压器数字式非电量保护方法。

背景技术：

变压器瓦斯保护自上世纪20年代以来，就成为了变压器的主流非电量保护方式，作为变压器电量保护的补充，主要用以应对变压器内部短路故障的情况。相较于变压器的电气量保护而言，反应故障气体产生的非电量保护更为全面、直接反应保护对象的运行状态，且在灵敏度方面等具有独具优势。

原有油浸式变压器的瓦斯继电器是机械式保护，其基于油流速度大小信息的保护原理为,在内部故障情况下会产生油流的流动，冲击下浮子前面的挡板，然后挡板转动，下面的干簧接点闭合，继而断路器跳闸。但是，由于长期缺乏足够的重视与研究，目前系统中使用的瓦斯继电器存在可靠性低下、凭经验取门槛值、机械结构以及速动性不足等缺陷，瓦斯保护误动、拒动的事故时有发生。据统计，我国近几年已经发生了数起500kv变压器瓦斯保护因区外故障误动作跳闸的事故；再者，由于传统瓦斯继电器从感知到流速至触发保护进行跳闸整个过程亦有延时过长、有可能错过最佳跳闸时间的问题，一旦变压器内部发生严重的匝间短路或套管内部电弧短路故障，故障电弧能量急剧释放，安装在油枕连接管处的瓦斯继电器通常难以及时感受油流涌动的变化，传统瓦斯继电器来不及动作，而此时故障点附近油箱箱壁已经发生塑性形变、开裂甚至发生爆炸。

技术实现要素：

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可以快速反应油浸式变压器发生内部故障时连接管内油流速度变化量的数字式保护方法即基于油流速度变化量的油浸式变压器数字式非电量保护方法，能够快速侦测油浸式变压器连接管内油流的速度变化量，输出数字信息与整定值进行比较，做出快速判断，以快速隔离故障。

为了达到以上所述的目的，本发明的所采取的技术方案是：

基于油流速度变化量的油浸式变压器数字式非电量保护方法，包括以下步骤：

步骤1：安装在油浸式变压器连接管处的数字式流速传感器对连接管内的油流进行持续实时测速，每间隔δt给油浸式变压器的数字式瓦斯继电器传递一次油流速度的数字信息，并且将此速度数值记作vn；

步骤2：数字式瓦斯继电器判断速度是否大于数字式瓦斯继电器启动值，也即判断vn≥vopen是否满足，若满足，启动速度变化量计算程序，进入步骤3；若不满足，则不启动速度变化量计算程序；

步骤3：数字式瓦斯继电器将本次接收到的油流速度vn和上次接收到的油流速度vn-1，根据公式δvoil＝vn-vn-1计算出油流速度在过去δt内的油流速度变化量δvoil。

步骤4：数字式瓦斯继电器将计算得到的速度变化量δvoil与整定值δvset进行比较，判断油流速度变化量是否大于设定好的整定值；

步骤5：若连续两次出现δvoil≥δvset，则判定为油浸式变压器发生内部故障，数字式瓦斯继电器动作，跳开断路器；否则，数字式瓦斯继电器不动作，返回等待下一次流量计算程序开启。

使数字式瓦斯继电器启动的流速变化量整定值δvset为油浸式变压器外部故障时可能引起的采样间隔内最大流速变化量的krel倍，krel为可靠系数，一般略大于1。

本发明方法需要数字式流速传感器持续测量油浸式变压器连接管内的油流速度，并且将速度信息实时传送给数字式瓦斯继电器，数字式瓦斯继电器持续计算油流速度的变化量。由于整定值的设置是以躲开外部故障时的油流流速的最大变化量为原则的，所以一旦测得的流速变化量大于整定值，即判断为变压器内部故障，输出判断结果，跳开断路器，对油浸式变压器的内部故障进行可靠保护，有效防止油浸式变压器区外故障时误动，有效提高瓦斯继电器对油浸式变压器内部故障的保护可靠性，并且有良好的速动性。

附图说明

图1是实现本发明方法的流程图。

图2是适用于本发明的数字式瓦斯继电器安装位置示意图。

图3是本发明的方法实施例说明图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明基于油流速度变化量的油浸式变压器数字式非电量保护方法，包括以下步骤：

步骤1：如图2所示，安装在油浸式变压器连接管处的数字式流速传感器对连接管内的油流进行持续实时测速，每间隔δt给油浸式变压器的数字式瓦斯继电器传递一次油流速度的数字信息，并且将此速度数值记作vn；

步骤2：数字式瓦斯继电器判断速度是否大于数字式瓦斯继电器启动值，也即判断vn≥vopen是否满足，若满足，启动速度变化量计算程序，进入步骤3；若不满足，则不启动速度变化量计算程序；

步骤3：数字式瓦斯继电器将本次接收到的油流速度vn和上次接收到的油流速度vn-1，根据公式δvoil＝vn-vn-1计算出油流速度在过去δt内的油流速度变化量δvoil；

步骤4：数字式瓦斯继电器将计算得到的速度变化量δvoil与整定值δvset进行比较，判断油流速度变化量是否大于设定好的整定值；

步骤5：若连续两次出现δvoil≥δvset，则判定为油浸式变压器发生内部故障，数字式瓦斯继电器动作，跳开断路器；否则，数字式瓦斯继电器不动作，返回等待下一次流量计算程序开启。

使瓦斯继电器启动的流速变化量整定值为变压器外部故障时可能引起的采样间隔内最大流速变化量的krel倍，krel为可靠系数，一般略大于1。

实施例

如图3所示，为一辐射状电网，以下以油浸式变压器t1为例来说明本方法。

步骤1：安装在油浸式变压器t1连接管处的数字式流速传感器对连接管内的油流进行持续实时测速，每间隔δt给油浸式变压器的数字式瓦斯继电器传递一次油流速度的数字信息，并且将此速度数值记作vn；

步骤2：数字式瓦斯继电器判断vn≥vopen是否满足，若满足，启动速度变化量计算程序，进入步骤3；若不满足，则不启动速度变化量计算程序；

步骤3：数字式瓦斯继电器将本次接收到的油流速度vn和上次接收到的油流速度vn-1，根据公式δvoil＝vn-vn-1计算出油流速度在过去δt内的油流速度变化量δvoil；

步骤4：数字式瓦斯继电器将计算得到的速度变化量δvoil与整定值δvset进行比较，判断油流速度变化量是否大于设定好的整定值；

步骤5：若连续两次出现δvoil≥δvset，则判定为油浸式变压器t1发生内部故障，数字式瓦斯继电器动作，跳开断路器；否则，数字式瓦斯继电器不动作，返回等待下一次流量计算程序开启。

使瓦斯继电器启动的流速变化量整定值为变压器t1外部故障时可能引起的采样间隔内最大流速变化量的krel倍，krel为可靠系数，一般略大于1。

采用本发明所述的保护方案，对于油浸式电力变压器，设定合理的vopen值和δvset值可以有效区分内部和外部故障。当外部线路发生故障时，可以有效防止误动；当变压器内部故障时，可以可靠动作。

技术特征：

技术总结
基于油流速度变化量的油浸式变压器数字式非电量保护方法，首先，安装在油浸式变压器连接管处的数字式流速传感器对连接管内的油流速度进行持续实时测量；然后，数字式瓦斯继电器利用接收到的油流速度数据判断速度变化量计算程序是否启动，若启动，则计算油流速度变化量，将变化量测量值与变化量整定值进行大小比较；根据比较结果来确定保护是否动作。本发明方法能够在油浸式变压器发生内部故障时有效启动，保护可靠动作；并且防止油浸式变压器发生外部故障时误动。

技术研发人员：郝治国;司佳楠;姚绍勇;张煜成;张保会;顾翼南
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