一种基于主变六角图测试纵向矢量合成方法与流程

1.本发明涉及继电保护矢量测量技术领域，特别的为一种基于主变六角图测试纵向矢量合成方法。


背景技术：

2.变压器是变电站的重要组成部分，差动保护作为主变保护最重要的保护装置，保护原理简单，保护范围明确，已经作为主保护成为变压器保护最重要的组成部分。
3.差流计算是主变差动保护的核心内容，差动保护装置计算差流的方法可简单概括为：在保护装置启动后，计算主变各侧开关ct二次电流采样值之和，若数值之和达不到差动保护定值，保护装置不会动作，若数值之和超过差动保护定值，保护立即动作出口。这是主变投运后，保证主变区内故障能够跳闸切除故障的方法。但是在主变差动保护投入之前，必须开展六角图测试工作，来检测接入主变保护的ct二次绕组是否正确，把这项工作简称为“六角图”测试。即将测得的各侧开关ct二次电流矢量画在同一张图中，以便分析接入主变差动保护的ct二次绕组极性、相别、相序等是否正确，最后还需确认差流是否合格，才能保证主变差动保护ct二次绕组接线的正确性。
4.现有的六角图测试仪，仅仅是通过矢量测量得到电流二次矢量的幅值和相位，可以将电流电压的相量展示在人机界面，但是不能根据输入的各侧开关ct变比、电压等级、连接组别、接线形式等数据自动计算差流，并进一步给出六角图测试结果是否正确的结论。
5.综上所述，研发一种基于主变六角图测试纵向矢量合成方法，仍是继电保护矢量测量技术领域中急需解决的关键问题。


技术实现要素：

6.本发明提供的了一种基于主变六角图测试纵向矢量合成方法，本发明摒弃了仅以差值大小判断是否合格的方法，而是以各侧额定电流为基准，得到标幺化的电流量，以标幺化的数值作为判断差流大小是否合格的依据，更加准确，测试结果具有说服力，考虑到主变各侧ct特性不一致以及调压绕组的影响，使用了制动特性的判断方法，使差流随负荷电流增大而增大的合理现象不会影响测试结果的正确性。
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于主变六角图测试纵向矢量合成方法，包括以下步骤：
8.s1、确定主变的容量，确定主变类型、主变各侧电压等级以及各侧开关ct变比；
9.s2、实测各侧电流和电压相量；
10.s3、三角转星30
°
角补偿矢量合成；
11.s4、差流计算；
12.s5、判断差流是否合格。
13.本发明进一步设置为：在s1操作步骤中，所述主变类型包括两卷变、三卷变和连接组别。
14.本发明进一步设置为：在s1操作步骤中，所述主变各侧电压等级包括220kv、110kv、35kv和10kv。
15.本发明进一步设置为：在s2操作步骤中，实测各侧电流和电压相量，包括以下步骤：
16.s201、高压侧：以本侧a相电压θ
uha
为基准，θ
uha
＝0
°
，测量a相电流i
ha
及角度θ
ha
，测量b相电流i
hb
及角度θ
hb
，测量c相电流i
hc
及角度θ
hc
；
17.s202、中压侧：以本侧a相电压θ
uha
为基准，θ
uha
＝0
°
，测量a相电流i
ma
及角度θ
ma
，测量b相电流i
mb
及角度θ
mb
，测量c相电流i
mc
及角度θ
mc
；
18.s203、低压侧：以本侧a相电压θ
ula
为基准，θ
ula
＝0
°
，测量a相电流i
la
及角度θ
la
，测量b相电流i
lb
及角度θ
lb
，测量c相电流i
lc
及角度θ
lc
。
19.本发明进一步设置为：所述高压侧角度、中压测角度和低压侧角度均为电流相量超前本侧基准电压的角度。
20.本发明进一步设置为：在s3操作步骤中，三角转星30
°
角补偿矢量合成，包括以下步骤：
21.s301、计算a相的电流矢量合成的最终量和夹角θ
′
la
，为参与高中低三侧a相电流矢量合成的最终量，和之间的夹角为θ
ac
＝θ
lc
‑
θ
la
，和之间的夹角为θ1,,,的角度θ
′
la
为的角度减180
°
再加θ1，即θ
l
′
a
＝θ
lc
‑
180
°
+θ1+30
°
；
22.s302、计算b相的电流矢量合成的最终量和夹角θ
′
lb
，为参与高中低三侧b相电流矢量合成的最终量，和之间的夹角为θ
ba
＝θ
lb
‑
θ
la
，和之间的夹角为θ2，，，的角度θ
′
lb
为的角度减180
°
再加θ2，即θ
′
lb
＝θ
la
‑
180
°
+θ2+30
°
；
23.s303、计算c相的电流矢量合成的最终量和夹角θ
′
lc
，为参与高中低三侧b相电流矢量合成的最终量，和之间的夹角为θ
cb
＝θ
lc
‑
θ
lb
，和之间的夹角为θ3,,,的角度θ
′
lc
为的角度减180
°
再加θ3，即θ
′
lc
＝θ
lb
‑
180
°
+θ3+30
°
。
24.本发明进一步设置为：在s4操作步骤中，差流计算，包括以下步骤：
25.s401、算出三侧额定电流，s401、算出三侧额定电流，
式中，s
e
为变压器额定容量，u
he
、u
me
和u
le
分别为高、中、低压侧额定电压；n
h
、n
m
和n
l
分别为高、中、低压侧ct变比；
26.s402、使用标幺化二次矢量计算差流，高压侧得到的电流相量s402、使用标幺化二次矢量计算差流，高压侧得到的电流相量与高压侧基准电流作比，得到标幺化的电流相量，中压侧得到的电流相量与中压侧基准电流作比，得到标幺化的电流相量，低压侧的电流相量与低压侧基准电流作比，得到标幺化的电流相量，标幺化的三相差流即为：式中，i
cda
为a相差流，i
cdb
为b相差流，i
cdc
为c相差流。
27.本发明进一步设置为：在s5操作步骤中，判断差流是否合格，包括以下步骤：
28.s501、引入制动电流，s501、引入制动电流，以制动电流为横轴，差动电流为纵轴，建立坐标系；
29.s502、比率特性差流合格的判据为：i
cd
≤k
bl
×
i
zd
+i
cs
，式中，k
bl
为比率制动系数，i
cs
为初始允许差流值，a、b、c三相差动电流和制动电流均满足比率制动差流合格的判据，则装置判定六角图测量正确，差流合格。
30.本发明提供了一种基于主变六角图测试纵向矢量合成方法。具备以下有益效果：
31.(1)、本发明摒弃了仅以差值大小判断是否合格的方法，而是以各侧额定电流为基准，得到标幺化的电流量，以标幺化的数值作为判断差流大小是否合格的依据，更加准确，测试结果具有说服力。
32.(2)、本发明考虑到主变各侧ct特性不一致以及调压绕组的影响，使用了制动特性的判断方法，使差流随负荷电流增大而增大的合理现象不会影响测试结果的正确性。
附图说明
33.图1为一种基于主变六角图测试纵向矢量合成方法的流程图；
34.图2为一种基于主变六角图测试纵向矢量合成方法中补偿低压侧三角形绕组30
°
角示意图；
35.图3为一种基于主变六角图测试纵向矢量合成方法中纵向矢量合成示意图；
36.图4为一种基于主变六角图测试纵向矢量合成方法中制动电流与差动电流坐标图。
具体实施方式
37.下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述，但不是对本发明的限定。
38.实施例：
39.请参照图1
‑
4所示，一种基于主变六角图测试纵向矢量合成方法，包括以下步骤：
40.步骤一、确定主变的容量，确定主变类型、主变各侧电压等级以及各侧开关ct变比。
41.主变类型包括两卷变、三卷变和连接组别。
42.主变各侧电压等级包括220kv、110kv、35kv和10kv。
43.步骤二、实测各侧电流和电压相量。
44.实测各侧电流和电压相量，包括以下步骤：
45.201)、高压侧：以本侧a相电压θ
uha
为基准，θ
uha
＝0
°
，测量a相电流i
ha
及角度θ
ha
，测量b相电流i
hb
及角度θ
hb
，测量c相电流i
hc
及角度θ
hc
。
46.202)、中压侧：以本侧a相电压θ
uha
为基准，θ
uha
＝0
°
，测量a相电流i
ma
及角度θ
ma
，测量b相电流i
mb
及角度θ
mb
，测量c相电流i
mc
及角度θ
mc
。
47.203)、低压侧：以本侧a相电压θ
ula
为基准，θ
ula
＝0
°
，测量a相电流i
la
及角度θ
la
，测量b相电流i
lb
及角度θ
lb
，测量c相电流i
lc
及角度θ
lc
。
48.高压侧角度、中压测角度和低压侧角度均为电流相量超前本侧基准电压的角度。
49.步骤三、三角转星30
°
角补偿矢量合成。
50.由于在步骤一选择了变压器的连接组别，低压侧若是三角形接线，高、低压侧电压存在30
°
夹角，计算差流时，要将高、低压侧电流之间存在的这30
°
夹角补偿掉，使高、低压侧电流矢量在同一条直线上，才能进行差流计算。
51.低压侧：以本侧a相电压θ
uha
为基准，θ
uha
＝0
°
。
52.测量a相电流i
la
及角度θ
la
。
53.测量b相电流i
lb
及角度θ
lb
。
54.测量c相电流i
lc
及角度θ
cb
。
55.因主变低压侧电压超前高压侧电压30
°
，因此，以θ
uha
为基准测量得到的三相电流应加上30
°
后，其相位角才能与高、中压侧电流矢量在同一个电压基准之下。
56.为了补偿30
°
，使低压侧电流和高中压侧电流在同一条直线上进行矢量合成，需先做如下矢量运算：
57.三角转星30
°
角补偿矢量合成，包括以下步骤：
58.301)、计算a相的电流矢量合成的最终量和夹角θ
′
la
，为参与高中低三侧a相电流矢量合成的最终量，和之间的夹角为θ
ac
＝θ
lc
‑
θ
la
，和之间的夹角为θ1,
的角度θ
′
la
为的角度减180
°
再加θ1，即θ
′
la
＝θ
lc
‑
180
°
+θ1+30
°
。
59.302)、计算b相的电流矢量合成的最终量和夹角θ
′
lb
，为参与高中低三侧b相电流矢量合成的最终量，和之间的夹角为θ
ba
＝θ
lb
‑
θ
la
，和之间的夹角为θ2，，，的角度θ
′
lb
为的角度减180
°
再加θ2，即θ
′
lb
＝θ
la
‑
180
°
+θ2+30
°
。
60.303)、计算c相的电流矢量合成的最终量和夹角θ
′
lc
，为参与高中低三侧b相电流矢量合成的最终量，和之间的夹角为θ
cb
＝θ
lc
‑
θ
lb
，和之间的夹角为θ3,,,的角度θ
′
lc
为的角度减180
°
再加θ3，即θ
′
lc
＝θ
lb
‑
180
°
+θ3+30
°
。
61.以上求得矢量的角度：θ
′
la
、θ
′
lb
、θ
′
lc
为低压侧电压为基准测得的角度，若与高、中压侧电流进行纵向矢量合成，因此均加了30
°
角。
62.综上，得到高、中、低压侧矢量值如下：
63.高压侧a相电流i
ha
及角度θ
ha
。
64.高压侧b相电流i
hb
及角度θ
hb
。
65.高压侧c相电流i
hc
及角度θ
hc
。
66.中压侧相电流i
ma
及角度θ
ma
。
67.中压侧相电流i
mb
及角度θ
mb
。
68.中压侧相电流i
mc
及角度θ
mc
。
69.低压侧相电流i
′
la
及角度θ
′
la
。
70.低压侧相电流i
′
lb
及角度θ
′
lb
。
71.低压侧相电流i
′
lc
及角度θ
′
lc
。
72.经过矢量运算，已将各侧同相电流矢量置于一条直线上。
73.步骤四、差流计算。
74.差流计算，包括以下步骤：
75.401)、算出三侧额定电流，401)、算出三侧额定电流，式中，s
e
为变压器额定容量，u
he
、u
me
和u
le
分别为高、中、低压侧额定电压；n
h
、n
m
和n
l
分别为高、中、低压侧ct变比。
76.402)、使用标幺化二次矢量计算差流，高压侧得到的电流相量402)、使用标幺化二次矢量计算差流，高压侧得到的电流相量与高压侧基准电流作比，得到标幺化的电流相量，中压侧得到的电流相量与中压侧基准电流作比，得到标幺化的电流相量，低压侧的电流相量与低压侧基准电流作比，得到标幺化的电流相量，标幺化的三相差流即为：式中，i
cda
为a相差流，i
cdb
为b相差流，i
cdc
为c相差流。
77.以a相为例，先计算中、低压和电流矢量
78.根据余弦定理，可得中、低压和电流的角度为：再将中、低压和电流矢量与高压侧电流合成，得到a相纵向矢量合成结果
79.只需要得到合成结果的幅值，角度不需考虑。
80.同理b、c两相差流计算公式如下：
81.b相：
[0082][0083][0084][0085]
c相：
[0086][0087][0088][0089]
综上，a\b\c三相差流幅值均已得到。
[0090]
步骤五、判断差流是否合格。
[0091]
判断差流是否合格，包括以下步骤：
[0092]
501)、引入制动电流，501)、引入制动电流，以制动电流为横轴，差动电流为纵轴，建立坐标系。
[0093]
502)、比率特性差流合格的判据为：i
cd
≤k
bl
×
i
zd
+i
cs
，式中，k
bl
为比率制动系数，i
cs
为初始允许差流值，a、b、c三相差动电流和制动电流均满足比率制动差流合格的判据，则装置判定六角图测量正确，差流合格。
[0094]
本发明摒弃了仅以差值大小判断是否合格的方法，而是以各侧额定电流为基准，得到标幺化的电流量，以标幺化的数值作为判断差流大小是否合格的依据，更加准确，测试结果具有说服力，考虑到主变各侧ct特性不一致以及调压绕组的影响，使用了制动特性的判断方法，使差流随负荷电流增大而增大的合理现象不会影响测试结果的正确性。
[0095]
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。