CN101782602A - 基于突变量采样值的变压器涌流识别方法和闭锁继电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压器励磁涌流识别方法和用于变压器励磁涌流识别的突变量采样值涌流闭锁继电器。变压器的励磁涌流会导致突变量采样值的差动保护误动，常规的励磁涌流识别判据是基于故障启动开始20ms后的谐波闭锁或波形对称原理，无法起到作用，为了实现与快速的突变量采样值差动保护同步识别励磁涌流，本发明提出了突变量采样值涌流闭锁继电器。该继电器由涌流闭锁的样本电流的选取、涌流特征量的确定、三相之间涌流特征量的折中方案、自适应的涌流闭锁闭锁判据组成。此继电器的动作逻辑图如附图所示。试验结果表明该继电器具有很好的灵敏性、安全性、快速性。

Description

基于突变量采样值的变压器涌流识别方法和闭锁继电器

技术领域

本发明涉及继电保护技术变压器保护领域，特别涉及一种变压器涌流识别方法及闭锁继电器。

背景技术

随着变压器的容量越来越大，变压器的造价非常昂贵，而且系统的短路容量越来越大，在变压器引线上发生严重的故障，短路电流很大，并且穿过变压器本体，对变压器本体的绝缘产生破坏，同时在绕组产生的机械应力对变压器的绕组和铁心产生很大的扭曲作用。因此通常采用突变量采样值差动保护作为变压器快速保护。

变压器的励磁涌流会导致突变量采样值的差动保护误动，常规的励磁涌流识别判据是基于故障启动开始20ms后的谐波闭锁或波形对称原理，无法起到作用。因此有必要研究与快速的突变量采样值的差动保护相对应的突变量采样值涌流闭锁继电器。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述问题，兼顾变压器差动保护的快速性和安全性，本发明提出了突变量采样值涌流识别方法及闭锁继电器。

该继电器包括：

涌流闭锁的样本电流的选取、涌流特征量的确定、三相之间涌流特征量的折中方案、自适应的涌流闭锁闭锁判据组成。

一种变压器突变量采样值涌流识别方法，具体包括如下步骤：

(1)计算用于变压器涌流闭锁的第一样本电流和第二样本电流

将变压器Δ侧的电流转换成Y侧电流后、即采用Δ→Y0变换后的2种差动电流识别涌流的样本电流(以11点接线变压器为例)：

第一样本电流 $\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{MA}}-\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_0+\frac{1}{\sqrt{3}{\mathrm{\η}}_{Y/\mathrm{\Δ}}}\frac{\mathrm{NTA}}{\mathrm{MTA}}(\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{NA}}-\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{NC}})\\ \mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{MB}}-\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_0+\frac{1}{\sqrt{3}{\mathrm{\η}}_{Y/\mathrm{\Δ}}}\frac{\mathrm{NTA}}{\mathrm{MTA}}(\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{NB}}-\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{NA}})\\ \mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{MC}}-\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_0+\frac{1}{\sqrt{3}{\mathrm{\η}}_{Y/\mathrm{\Δ}}}\frac{\mathrm{NTA}}{\mathrm{MTA}}(\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{NC}}-\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{NB}})\\ \mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_0=(\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{MA}}+\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{MB}}+\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{MC}})/3\end{array}\right.---\left(1\right)$

第二样本电流 $\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{MA}}+\frac{1}{\sqrt{3}{\mathrm{\η}}_{Y/\mathrm{\Δ}}}\frac{\mathrm{NTA}}{\mathrm{MTA}}(\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{NA}}-\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{NC}})\\ \mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{MB}}+\frac{1}{\sqrt{3}{\mathrm{\η}}_{Y/\mathrm{\Δ}}}\frac{\mathrm{NTA}}{\mathrm{MTA}}(\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{NB}}-\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{NA}})\\ \mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{MC}}+\frac{1}{\sqrt{3}{\mathrm{\η}}_{Y/\mathrm{\Δ}}}\frac{\mathrm{NTA}}{\mathrm{MTA}}(\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{NC}}-\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{NB}})\\ \mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_0=(\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{MA}}+\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{MB}}+\mathrm{\Δ}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{MC}})/3\end{array}\right.---\left(2\right)$

式(1)所示的差动电流称之为大差突变量采样值差动电流，将其作为第一样本电流，式(2)所示的差动电流称之为突变量采样值虚拟差流，将其作为第二样本电流；

式中：为Y侧CT二次电流；

为Δ侧CT二次电流；

为零序电流；MTA为Y0侧CT变比；NTA为Δ侧CT变比；η_Y/Δ为Y0侧和Δ侧电压比。

以下计算采用这两个样本电流计算，任一满足闭锁判据就闭锁差动保护。(2)计算上述两种样本电流的每相突变量采样值差动电流的涌流特征量

所述涌流特征量如下：

$\frac{\mathrm{\Σ}\left|\mathrm{\Δ}{i}_{\mathrm{\Σ}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\Δ}{i}_{\mathrm{\ΣMAX}}\right|}---\left(3\right)$

式中：Δi_∑(t)为突变量采样值差动电流，所述差动电流为步骤(1)中所述的大差突变量采样值差动电流或突变量采样值虚拟差流；

|Δi_∑MAX|为突变量采样值差动电流的最大值；

N为周波的采样点数；

(3)当三相突变量采样值差动电流的涌流特征量中的最小者中的

大于阈值C时，所述三相突变量采样值差动电流的涌流特征量进一步按以下方式采取折中方案：

首先，对三相的按大小排序：

和

当

的

时，才采用折中，否则按步骤(2)分相计算不进行折中；

所述折中是对按以下方式重新赋值：

${\left(\frac{\mathrm{\Σ}\left|\mathrm{\Δ}{i}_{\mathrm{\Σ}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\Δ}{i}_{\mathrm{\ΣMAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MIN}}\⇐{\left(\frac{\mathrm{\Σ}\left|\mathrm{\Δ}{i}_{\mathrm{\Σ}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\Δ}{i}_{\mathrm{\ΣMAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MIN}}$

${\left(\frac{\mathrm{\Σ}\left|\mathrm{\Δ}{i}_{\mathrm{\Σ}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\Δ}{i}_{\mathrm{\ΣMAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MID}}\⇐m[{\left(\frac{\mathrm{\Σ}\left|\mathrm{\Δ}{i}_{\mathrm{\Σ}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\Δ}{i}_{\mathrm{\ΣMAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MID}}-{\left(\frac{\mathrm{\Σ}\left|\mathrm{\Δ}{i}_{\mathrm{\Σ}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\Δ}{i}_{\mathrm{\ΣMAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MIN}}]+{\left(\frac{\mathrm{\Σ}\left|\mathrm{\Δ}{i}_{\mathrm{\Σ}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\Δ}{i}_{\mathrm{\ΣMAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MIN}}$

${\left(\frac{\mathrm{\Σ}\left|\mathrm{\Δ}{i}_{\mathrm{\Σ}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\Δ}{i}_{\mathrm{\ΣMAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MAX}}\⇐m[{\left(\frac{\mathrm{\Σ}\left|\mathrm{\Δ}{i}_{\mathrm{\Σ}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\Δ}{i}_{\mathrm{\ΣMAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MAX}}-{\left(\frac{\mathrm{\Σ}\left|\mathrm{\Δ}{i}_{\mathrm{\Σ}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\Δ}{i}_{\mathrm{\ΣMAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MIN}}]+{\left(\frac{\mathrm{\Σ}\left|\mathrm{\Δ}{i}_{\mathrm{\Σ}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\Δ}{i}_{\mathrm{\ΣMAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MIN}}$

其中，I_e为变压器的额定电流，

C的取值范围为0.1以上；

m的取值范围为0.3～0.9。

(4)当满足以下突变量采样值涌流闭锁判据时，判断差动电流为变压器励磁涌流，闭锁突变量采样值差动保护。

所述判据如下：

$\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}<\{(\mathrm{\&rho;}-C_1)\cos \frac{\mathrm{\&pi;}}{C_2}\&CenterDot;\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{{\mathrm{NI}}_e}+\mathrm{\&rho;}\}$ 或 $\{\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{{\mathrm{NI}}_e}<C_3\}---\left(4\right)$

式中：Δi_∑(t)为突变量采样值差动电流；

|Δi_∑MAX|为突变量采样值差动电流的最大值；

N为一周波采样点数；

C₁，C₂，C₃为常数，其取值范围为0.1～10；

$\mathrm{\&rho;}=k_1-k_2\cos \frac{\mathrm{\&pi;}}{20\mathrm{ms}}t$

式中：k₁，k₂为系数，取值范围为0.01～0.7；

t  为保护启动开始计算的时间，单位为ms。

本发明还公开一种变压器突变量采样值涌流闭锁继电器，具体方案如下：

一种变压器突变量采样值涌流闭锁继电器的实现方法，其特征在于：当所述涌流闭锁继电器满足以下判据时，所述继电器动作，闭锁突变量采样值差动保护：

所述判据如下：

$\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}<\{(\mathrm{\&rho;}-C_1)\cos \frac{\mathrm{\&pi;}}{C_2}\&CenterDot;\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{{\mathrm{NI}}_e}+\mathrm{\&rho;}\}$ 或 $\{\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{{\mathrm{NI}}_e}<C_3\}---\left(4\right)$

式中：Δi_∑(t)为突变量采样值差动电流；

|Δi_∑MAX|为突变量采样值差动电流的最大值；

N为一周波采样点数；

C₁，C₂，C₃为常数，其取值范围为0.1～10；

$\mathrm{\&rho;}=k_1-k_2\cos \frac{\mathrm{\&pi;}}{20\mathrm{ms}}t;$

I_e为变压器的额定电流

k₁，k₂为系数，取值范围为0.01～0.7；

t为保护启动开始计算的时间，单位为ms。

通过上述方法与快速的突变量采样值差动保护同步判别，实现快速识别励磁涌流闭锁突变量采样值差动保护。

附图说明

图1是变压器典型的励磁涌流波形；

图2是本发明的励磁涌流制动的逻辑结构图；

图3是本发明方法的判别流程图。

具体实施方案

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

为了使本领域技术人员更好地实施本发明，首先介绍几个基本概念。

参见图1，该图为变压器典型的励磁涌流波形。

从图1中可以看出波形的几个特征量：非周期分量、间断、波形畸变。

其中，非周期可以由图1中波形大部分位于纵轴的负半轴看出，而不是在正负半轴均匀分布。谐波可以从波形看出，理想的波峰应该是弧形，平滑过渡，而现在的波形较尖且间断，这主要是由谐波造成的。

变压器的励磁涌流会导致突变量采样值的差动保护误动，常规的励磁涌流识别判据是基于故障启动开始20ms后的谐波闭锁或波形对称原理，无法起到作用，而本发明突变量采样值涌流闭锁继电器与快速的突变量采样值差动保护同步判别，可以实现快速识别励磁涌流，快速闭锁突变量采样值差动保护。

具体实现方法如下(如图3所示)：

(1)计算用于变压器涌流闭锁的第一样本电流和第二样本电流

因为励磁涌流和TA饱和问题均出现Y侧，保持Y侧电流的原始性十分重要。本方案采用Δ→Y0变换后的2种差动电流识别涌流的样本电流(以11点接线变压器为例)。

第一样本电流 $\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MA}}-\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_0+\frac{1}{\sqrt{3}{\mathrm{\&eta;}}_{Y/\mathrm{\&Delta;}}}\frac{\mathrm{NTA}}{\mathrm{MTA}}(\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NA}}-\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NC}})\\ \mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MB}}-\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_0+\frac{1}{\sqrt{3}{\mathrm{\&eta;}}_{Y/\mathrm{\&Delta;}}}\frac{\mathrm{NTA}}{\mathrm{MTA}}(\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NB}}-\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NA}})\\ \mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MC}}-\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_0+\frac{1}{\sqrt{3}{\mathrm{\&eta;}}_{Y/\mathrm{\&Delta;}}}\frac{\mathrm{NTA}}{\mathrm{MTA}}(\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NC}}-\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NB}})\\ \mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_0=(\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MA}}+\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MB}}+\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MC}})/3\end{array}\right.---\left(5\right)$

第二样本电流 $\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MA}}+\frac{1}{\sqrt{3}{\mathrm{\&eta;}}_{Y/\mathrm{\&Delta;}}}\frac{\mathrm{NTA}}{\mathrm{MTA}}(\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NA}}-\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NC}})\\ \mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MB}}+\frac{1}{\sqrt{3}{\mathrm{\&eta;}}_{Y/\mathrm{\&Delta;}}}\frac{\mathrm{NTA}}{\mathrm{MTA}}(\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NB}}-\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NA}})\\ \mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MC}}+\frac{1}{\sqrt{3}{\mathrm{\&eta;}}_{Y/\mathrm{\&Delta;}}}\frac{\mathrm{NTA}}{\mathrm{MTA}}(\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NC}}-\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NB}})\\ \mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_0=(\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MA}}+\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MB}}+\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MC}})/3\end{array}\right.---\left(6\right)$

式(5)称之为大差突变量采样值差动电流，将其作为第一样本电流；式(6)称之为突变量采样值虚拟差流，将其作为第二样本电流。

式中：式中：

为Y侧CT二次电流；

为Δ侧CT二次电流；其它接线方式可以类推。

为零序电流；MTA为Y0侧CT变比；NTA为Δ侧CT变比；η_Y/Δ为Y0侧和Δ侧电压比。

采用两个涌流闭锁继电器的理由是：差动电流计及3相间影响反映最终的差动继电器的差动电流波形，由于它消去了零序分量，不能真实地反映励磁电流。虚拟差流企图真实地反映励磁电流。两个涌流闭锁继电器采用或门逻辑，能够很好地起到互补作用。

(2)计算上述两种样本电流的每相突变量采样值差动电流的涌流特征量

构造每相的涌流特征量如下：

$\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}---\left(7\right)$

式中：Δi_∑(t)为突变量采样值差动电流；

|Δi_∑MAX|为突变量采样值差动电流的最大值；

N为周波的采样点数，以下同。

采用(7)式计算三相的特征量的值。

(3)只有当的

时，进一步优选三相的折中方案

以下式中I_e为变压器的额定电流。

首先，对三相的按大小排序：

和

当

的

时，才采用折中，否则按步骤(2)分相计算不进行折中；

所述折中是对

按以下方式重新赋值：

${\left(\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MIN}}\&DoubleLeftArrow;{\left(\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MIN}}$

${\left(\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MID}}\&DoubleLeftArrow;m[{\left(\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MID}}-{\left(\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MIN}}]+{\left(\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MIN}}$

${\left(\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MAX}}\&DoubleLeftArrow;m[{\left(\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MAX}}-{\left(\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MIN}}]+{\left(\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MIN}}$ 以上公式中：

C的取值范围为0.1以上；

m的取值范围为0.3～0.9。

(4)当满足以下突变量采样值涌流闭锁判据时，判断差动电流为变压器励磁涌流，闭锁突变量采样值差动保护

所述判据如下：

$\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}<\{(\mathrm{\&rho;}-C_1)\cos \frac{\mathrm{\&pi;}}{C_2}\&CenterDot;\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{{\mathrm{NI}}_e}+\mathrm{\&rho;}\}$ 或 $\{\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{{\mathrm{NI}}_e}<C_3\}---\left(4\right)$

式中：Δi_∑(t)为突变量采样值差动电流；

|Δi_∑MAX|为突变量采样值差动电流的最大值；

N为一周波采样点数；

C₁，C₂，C₃为常数，其取值范围为0.1～10

$\mathrm{\&rho;}=k_1-k_2\cos \frac{\mathrm{\&pi;}}{20\mathrm{ms}}t$

式中：k₁，k₂为系数，取值范围为0.01～0.7；

t为保护启动开始计算的时间，单位为ms(毫秒)；

当满足上式时，闭锁突变量采样值差动保护动作。

本发明中的变压器突变量采样值涌流闭锁继电器，其实现方法如下：

当所述涌流闭锁继电器满足以下判据时，所述继电器动作，闭锁突变量采样值差动保护。

所述判据为

$\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}<\{(\mathrm{\&rho;}-C_1)\cos \frac{\mathrm{\&pi;}}{C_2}\&CenterDot;\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{{\mathrm{NI}}_e}+\mathrm{\&rho;}\}$ 或 $\{\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{{\mathrm{NI}}_e}<C_3\}---\left(4\right)$

式中：Δi_∑(t)为突变量采样值差动电流；

|Δi_∑MAX|为突变量采样值差动电流的最大值；

N为一周波采样点数；

C₁，C₂，C₃为常数，其取值范围为0.1～10；

$\mathrm{\&rho;}=k_1-k_2\cos \frac{\mathrm{\&pi;}}{20\mathrm{ms}}t;$

I_e为变压器的额定电流

k₁，k₂为系数，取值范围为0.01～0.7；

t为保护启动开始计算的时间，单位为ms。

差动电流涌流闭锁继电器实现按相闭锁，闭锁逻辑参见附图2。

根据本发明变压器涌流识别方法的突变量采样值闭锁继电器，对于涌流闭锁的样本电流的选取进行了确定，并且依据变压器的励磁电流的特性通过采样值积分的算法进行了合理的数学表达，同时由于各相之间的磁耦合关系提出了涌流闭锁的三相折中方案。由于本发明实现分相闭锁，解决了变压器空充于故障变压器动作速度慢的问题，同时不降低其差动保护的可靠性。本发明与快速的突变量采样值差动保护同步判别，可以实现快速识别励磁涌流，快速闭锁突变量采样值差动保护。

Claims (2)

1.一种变压器突变量采样值涌流识别方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)计算用于变压器涌流闭锁的第一样本电流和第二样本电流

当变压器为11点接线时，将变压器Δ侧的电流转换成Y侧电流后、即采用Δ→Y0变换后的2种差动电流识别涌流的样本电流：

第一样本电流 $\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MA}}-\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_0+\frac{1}{\sqrt{3}{\mathrm{\&eta;}}_{Y/\mathrm{\&Delta;}}}\frac{\mathrm{NTA}}{\mathrm{MTA}}(\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NA}}-{\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NC}})\\ \mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MB}}-\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_0+\frac{1}{\sqrt{3}{\mathrm{\&eta;}}_{Y/\mathrm{\&Delta;}}}\frac{\mathrm{NTA}}{\mathrm{MTA}}({\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NB}}-{\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NA}})\\ \mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MC}}-\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_0+\frac{1}{\sqrt{3}{\mathrm{\&eta;}}_{Y/\mathrm{\&Delta;}}}\frac{\mathrm{NTA}}{\mathrm{MTA}}({\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NC}}-{\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NB}})\\ \mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_0=({\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MA}}+{\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MB}}+{\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MC}})/3\end{array}\right.---\left(1\right)$

第二样本电流 $\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MA}}+\frac{1}{\sqrt{3}{\mathrm{\&eta;}}_{Y/\mathrm{\&Delta;}}}\frac{\mathrm{NTA}}{\mathrm{MTA}}(\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NA}}-{\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NC}})\\ \mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MB}}+\frac{1}{\sqrt{3}{\mathrm{\&eta;}}_{Y/\mathrm{\&Delta;}}}\frac{\mathrm{NTA}}{\mathrm{MTA}}({\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NB}}-{\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NA}})\\ \mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MC}}+\frac{1}{\sqrt{3}{\mathrm{\&eta;}}_{Y/\mathrm{\&Delta;}}}\frac{\mathrm{NTA}}{\mathrm{MTA}}({\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NC}}-{\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{NB}})\\ \mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_0=({\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MA}}+{\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MB}}+{\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MC}})/3\end{array}\right.---\left(2\right)$

式(1)所示的差动电流称之为大差突变量采样值差动电流，将其作为第一样本电流，式(2)所示的差动电流称之为突变量采样值虚拟差流，将其作为第二样本电流；

式中：

为Y侧CT二次电流；

为Δ侧CT二次电流；

为零序电流；

MTA为Y0侧CT变比；

NTA为Δ侧CT变比；

η_Y/Δ为Y0侧和Δ侧电压比；

(2)计算上述两种样本电流的每相突变量采样值差动电流的涌流特征量，任一种样本电流的涌流特征量或涌流特征量折中后满足步骤(4)的闭锁判据，闭锁突变量采样值差动保护：

所述涌流特征量如下：

$\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}---\left(3\right)$

式中：Δi_∑(t)为突变量采样值差动电流，所述差动电流为步骤(1)中所述的大差突变量采样值差动电流或突变量采样值虚拟差流；|Δi_∑MAX|为突变量采样值差动电流的最大值；

N为周波的采样点数；

(3)当三相突变量采样值差动电流的涌流特征量中的最小者中的

大于阈值C时，所述三相突变量采样值差动电流的涌流特征量进一步按以下方式采取折中方案：

首先，对三相的涌流特征量按大小排序：

和

当

的

时，才采用折中，否则按步骤(2)分相计算不进行折中；

所述折中是对

按以下方式重新赋值：

${\left(\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|{\mathrm{\&Delta;i}}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MIN}}\&DoubleLeftArrow;{\left(\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|{\mathrm{\&Delta;i}}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|{\mathrm{\&Delta;i}}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MIN}}$

${\left(\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|{\mathrm{\&Delta;i}}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|{\mathrm{\&Delta;i}}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MID}}\&DoubleLeftArrow;m[{\left(\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|{\mathrm{\&Delta;i}}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|{\mathrm{\&Delta;i}}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}\right)}_{M\mathrm{ID}}-{\left(\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|{\mathrm{\&Delta;i}}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|{\mathrm{\&Delta;i}}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MIN}}]+{\left(\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|{\mathrm{\&Delta;i}}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MIN}}$

${\left(\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|{\mathrm{\&Delta;i}}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|{\mathrm{\&Delta;i}}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MAX}}\&DoubleLeftArrow;m[{\left(\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|{\mathrm{\&Delta;i}}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|{\mathrm{\&Delta;i}}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MAX}}-{\left(\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|{\mathrm{\&Delta;i}}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|{\mathrm{\&Delta;i}}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MIN}}]+{\left(\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|{\mathrm{\&Delta;i}}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}\right)}_{\mathrm{MIN}}$

其中，I_e为变压器的额定电流，

C的取值范围为0.1以上；

m的取值范围为0.3～0.9；

(4)当满足以下突变量采样值涌流闭锁判据时，判断差动电流为变压器励磁涌流，闭锁突变量采样值差动保护：

所述判据如下：

式中：Δi_∑(t)为突变量采样值差动电流；

|Δi_∑MAX|为突变量采样值差动电流的最大值；

N为一周波采样点数；

C₁，C₂，C₃为常数，其取值范围为0.1～10；

$\mathrm{\&rho;}=k_1-k_2\cos \frac{\mathrm{\&pi;}}{20\mathrm{ms}}t$

k₁，k₂，k₂为系数，取值范围为0.01～0.7；

t为保护启动开始计算的时间，单位为ms。

2.一种变压器突变量采样值涌流闭锁继电器的实现方法，其特征在于：当所述涌流闭锁继电器满足以下判据时，所述继电器动作，闭锁突变量采样值差动保护：

所述判据如下：

$\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{N\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;MAX}}\right|}<\{(\mathrm{\&rho;}-C_1)cos\frac{\mathrm{\&pi;}}{C_2}\&CenterDot;\frac{\mathrm{\&Sigma;}\left|\mathrm{\&Delta;}{i}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left(t\right)\right|}{{\mathrm{NI}}_e}+\mathrm{\&rho;}\}$ 或

式中：Δi_∑(t)为突变量采样值差动电流；

|Δi_∑MAX|为突变量采样值差动电流的最大值；

N为一周波采样点数；

C₁，C₂，C₃为常数，其取值范围为0.1～10；

$\mathrm{\&rho;}=k_1-k_2\cos \frac{\mathrm{\&pi;}}{20\mathrm{ms}}t;$

I_e为变压器的额定电流

k₁，k₂为系数，取值范围为0.01～0.7；

t为保护启动开始计算的时间，单位为ms。

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