CN107147081B - 一种变压器稳态比率差动保护逻辑优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压器稳态比率差动保护逻辑优化方法，包括判断是否满足出口条件；如果满足所述出口条件，则获取静止无功补偿器的运行状态，所述静止无功补偿器的运行状态包括闭锁状态和解锁状态；如果所述静止无功补偿器处于解锁状态，则由第一逻辑模块发送一段保护指令，变压器保护装置根据所述一段保护指令，控制一段出口执行保护动作；如果所述静止无功补偿器处于闭锁状态，则由第二逻辑模块发送二段保护指令，所述变压器保护装置根据所述二段保护指令，控制二段出口执行保护动作，二段出口执行保护动作延时为T。本发明能防止变压器稳态比率差动保护出现误动作，使静止无功补偿器正常工作，进而保证电网安全稳定运行。

Description

一种变压器稳态比率差动保护逻辑优化方法

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，特别涉及一种变压器稳态比率差动保护逻辑优化方法。

背景技术

变压器主要负责电能的转换和不同电压等级的电气设备连接，一旦变压器发生故障或者变压器保护装置出现异常引起变压器跳闸，会给电网稳定运行带来巨大影响。差动保护作为变压器的主保护起着至关重要的作用，当区内发生某些短路性故障时，变压器各侧CT(Current Transformer，电流互感器)的二次回路中将产生相位不同的短路电流，当这些短路电流的向量和差流达到一定值时，变压器差动保护就会动作，使变压器各侧断路器跳闸。

在变压器正常运行时，其励磁电流较小，而当变压器充电或发生外部故障后，电压恢复时会出现较大的励磁涌流，且励磁涌流中含有较高的直流分量及高次谐波。在发生区外故障时，短路电流较大，CT往往出现饱和现象，CT一次侧的涌流转变到二次侧时会发生畸变。如果不采取措施避免这些情况，变压器保护装置将可能发生误动作。针对以上问题，采用稳态比率差动保护来区分是变压器故障是区内故障还是区外故障，通过制动方式闭锁励磁涌流，能有效区分故障电流和励磁涌流。

静止无功补偿器一般接于变压器的低压侧，当系统电压过高或过低时，静止无功补偿器可以暂时闭锁，此时，低压侧呈现无流状态，变压器两侧容易产生差流，当高压侧电压恢复到静止无功补偿器可以解锁的水平时，静止无功补偿器可以重新恢复解锁状态，向系统注入无功功率，以促进系统电压的恢复。但现有变压器稳态比率差动保护逻辑中，并没有充分考虑变压器低压侧静止无功补偿器的解闭锁状态，静止无功补偿器暂态闭锁时会引起涌流，导致变压器稳态比率差动保护误动作而引起变压器跳闸，那么静止无功补偿器将不能再次解锁，静止无功补偿器也就不能恢复正常工作，尤其是当变压器容量较小时，差流动作值较小，更容易引起稳态比率差动误动作，从而影响电网的安全稳定运行。

发明内容

本发明提供一种变压器稳态比率差动保护逻辑优化方法，以解决静止无功补偿器在解闭锁状态下，变压器稳态比率差动保护容易出现误动作的问题。

根据本发明的实施例，提供了一种变压器稳态比率差动保护逻辑优化方法，用于变压器低压侧联接有静止无功补偿器的稳态比率差动保护，其特征在于，包括：

判断是否满足出口条件；

如果满足所述出口条件，则获取静止无功补偿器的运行状态，所述静止无功补偿器的运行状态包括闭锁状态和解锁状态；

如果所述静止无功补偿器处于解锁状态，则由第一逻辑模块发送一段保护指令，变压器保护装置根据所述一段保护指令，控制一段出口执行保护动作；

如果所述静止无功补偿器处于闭锁状态，则由第二逻辑模块发送二段保护指令，所述变压器保护装置根据所述二段保护指令，控制二段出口执行保护动作；

所述二段出口执行保护动作延时为T，T大于所述静止无功补偿器闭锁时产生涌流的持续时间。

进一步地，所述判断是否满足出口条件包括：

判断是否满足功能及起动条件；

判断是否满足保护闭锁元件开放条件；

判断稳态比率差动元件是否动作；

当且仅当满足功能及起动条件、保护闭锁元件开放以及稳态比率差动元件动作中，三个条件全部成立，满足出口条件。

进一步地，所述判断是否满足功能及起动条件包括：

判断是否同时满足差动保护硬压板投入、稳态比率差动保护软压板投入以及差流起动元件动作；

如果差动保护硬压板投入、稳态比率差动保护软压板投入以及差流起动元件动作中，至少一条不成立，则不满足功能及起动条件。

进一步地，所述判断是否满足保护闭锁元件开放条件包括：

判断是否同时满足涌流判别元件开放和CT饱和判别元件开放；

如果涌流判别元件开放和CT饱和判别元件开放中，至少一条不成立，则不满足保护闭锁元件开放条件；

如果同时满足涌流判别元件开放和CT饱和判别元件开放，则判断CT是否断线；

如果CT未断线，则满足保护闭锁元件开放条件；

如果CT断线，则判断CT断线闭锁差动保护是否投入；

如果CT断线闭锁差动保护未投入，则满足保护闭锁元件开放条件；如果CT断线闭锁差动保护投入，则不满足保护闭锁元件开放条件。

进一步地，所述变压器保护装置根据所述一段保护指令，控制一段出口执行的保护动作为高低压侧交流开关跳闸。

进一步地，所述变压器保护装置根据所述二段保护指令，控制二段出口执行的保护动作为高低压侧交流开关跳闸。

进一步地，如果不满足所述出口条件，所述变压器保护装置不执行保护动作。

由以上技术方案可知，本发明提供一种变压器稳态比率差动保护逻辑优化方法，首先判断是否满足出口条件，在满足出口条件的基础上，获取静止无功补偿器的运行状态；当静止无功补偿器处于解锁状态时，变压器稳态比率差动保护逻辑可以按照出口条件判断由一段出口是否执行保护动作；当静止无功补偿器处于闭锁状态时，满足出口条件后，由二段出口执行保护动作，二段出口执行保护动作延时为T，T大于静止无功补偿器闭锁时产生涌流的持续时间，因此得以避开静止无功补偿器暂态闭锁时引起的涌流，在T延时内当涌流消失后，变压器稳态比率差动保护不满足出口条件而复归，变压器未跳闸，静止无功补偿器重新解锁之后可以恢复工作。本发明保护优化逻辑简单，实现方便，当变压器低压侧联接有静止无功补偿器时，能防止变压器稳态比率差动保护出现误动作，有效提高变压器保护的可靠性，并提高静止无功补偿器的运行稳定性和可靠性，进而保证电网的安全稳定运行。

附图说明

图1为本发明实施例示出的一种变压器稳态比率差动保护逻辑优化方法的流程图；

图2为本发明实施例示出的变压器稳态比率差动保护配置关系图；

图3为本发明实施例示出的优化后的变压器稳态比率差动保护逻辑的逻辑图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本发明实施例提供一种变压器稳态比率差动保护逻辑优化方法，用于变压器低压侧联接有静止无功补偿器的稳态比率差动保护，包括：

步骤S101，判断是否满足出口条件。

步骤S102，如果满足所述出口条件，则获取静止无功补偿器的运行状态，所述静止无功补偿器的运行状态包括闭锁状态和解锁状态。

步骤S103，如果所述静止无功补偿器处于解锁状态，则由第一逻辑模块发送一段保护指令，变压器保护装置根据所述一段保护指令，控制一段出口执行保护动作。

步骤S104，如果所述静止无功补偿器处于闭锁状态，则由第二逻辑模块发送二段保护指令，所述变压器保护装置根据所述二段保护指令，控制二段出口执行保护动作。

即在满足出口条件的基础上，根据静止无功补偿器的运行状态来决定采用第一逻辑模块或者第二逻辑模块发送保护指令，使变压器保护装置控制对应出口执行保护动作。

步骤S105，所述二段出口执行保护动作延时为T，T大于所述静止无功补偿器闭锁时产生涌流的持续时间，以保证避开涌流，当涌流消失后，变压器稳态比率差动保护不满足出口条件而复归，变压器未跳闸，静止无功补偿器重新解锁之后可以恢复工作。

进一步地，所述方法还包括：

步骤S106，如果不满足所述出口条件，则所述变压器保护装置不执行保护动作。变压器稳态比率差动保护逻辑只有满足出口条件才执行保护动作，步骤S106贯穿变压器稳态比率差动保护的整个过程，如果在T延时的时间范围内不满足出口条件，所述变压器保护装置也应停止执行保护动作。

首先，判断是否满足出口条件，在满足出口条件的基础上，获取静止无功补偿器的运行状态；当静止无功补偿器处于解锁状态时，变压器稳态比率差动保护逻辑可以按照出口条件判断由一段出口是否执行保护动作；当静止无功补偿器处于闭锁状态时，满足出口条件后，由二段出口执行保护动作，二段出口执行保护动作延时为T，T大于静止无功补偿器闭锁时产生涌流的持续时间，因此得以避开静止无功补偿器暂态闭锁时引起的涌流，在T延时内当涌流消失后，变压器稳态比率差动保护不满足出口条件而复归，变压器未跳闸，静止无功补偿器重新解锁之后可以恢复工作。本发明保护优化逻辑简单，实现方便，当变压器低压侧联接有静止无功补偿器时，能防止变压器稳态比率差动保护出现误动作，有效提高变压器保护的可靠性，并提高静止无功补偿器的运行稳定性和可靠性，进而保证电网的安全稳定运行。

如图2所示，为本发明实施例示出的变压器稳态比率差动保护配置关系图，变压器高压侧串接有高压侧CT，变压器低压侧串接有低压侧CT，变压器低压侧通过电抗器连接有静止无功补偿器，变压器保护装置包括稳态比率差动保护判别逻辑，稳态比率差动所需要的模拟量可通过采集变压器高低压侧的CT获得。静止无功补偿器的内部控制器用于判断静止无功补偿器的运行状态，并将该运行状态的信息发送至稳态比率差动保护判别逻辑。稳态比率差动保护判别逻辑通过对出口条件进行判别，并结合接收到的静止无功补偿器的运行状态信息，选择不同的出口执行相应的保护动作。

如图3所示，为本发明实施例示出的优化后的变压器稳态比率差动保护逻辑的逻辑图，包括基本判据区、状态判据区、稳态比率差动保护逻辑判断模块、一段出口和二段出口。其中，基本判据区用于判断是否满足出口条件；状态判据区用于根据接收到的静止无功补偿器的运行状态信息，获取当前静止无功补偿器的运行状态(闭锁状态或者解锁状态)。稳态比率差动保护逻辑判断模块包括第一逻辑模块和第二逻辑模块，第一逻辑模块采用与门，只有其输入端同时满足出口条件和静止无功补偿器处于解锁状态这两个条件时，其输出端才会发送一段保护指令；第二逻辑模块采用与门，只有其输入端同时满足出口条件和静止无功补偿器处于闭锁状态这两个条件时，其输出端才会发送二段保护指令。

静止无功补偿器处于解锁状态时，一段出口执行对应的保护动作，进一步地，所述变压器保护装置根据所述一段保护指令，控制一段出口执行的保护动作为高低压侧交流开关跳闸。

静止无功补偿器处于解锁闭锁时，二段出口执行对应的保护动作，进一步地，所述变压器保护装置根据所述二段保护指令，控制二段出口执行的保护动作为高低压侧交流开关跳闸，二段出口执行保护动作延时为T，T大于静止无功补偿器闭锁时产生涌流的持续时间。

当静止无功补偿器处于闭锁时，涌流一般会持续几十毫秒，所以在二段逻辑中加入T延时环节，当静止无功补偿器处于闭锁状态时，变压器稳态比率差动保护逻辑满足出口条件后，使保护动作延时为T，T延时可躲过静止无功补偿器暂态闭锁时引起的涌流，当涌流消失后，比率差动保护不满足出口条件而复归，变压器未跳闸，静止无功补偿器重新解锁之后可以恢复工作，进而保证电网的安全稳定运行。

进一步地，基本判别区判断是否满足出口条件时，具体包括：判断是否满足功能及起动条件、判断是否满足保护闭锁元件开放条件、以及判断稳态比率差动元件是否动作。采用与门判别出口条件，当且仅当满足功能及起动条件、满足闭锁元件开放条件以及稳态比率差动元件动作中，三个条件全部成立，则满足出口条件。

具体地，采用与门判断是否满足功能及起动条件，包括：

判断是否同时满足差动保护硬压板投入、稳态比率差动保护软压板投入以及差流起动元件动作；

如果差动保护硬压板投入、稳态比率差动保护软压板投入以及差流起动元件动作中，至少一条不成立，则不满足功能及起动条件，变压器保护装置不执行保护动作。即只有同时满足差动保护硬压板投入、稳态比率差动保护软压板投入以及差流起动元件动作时，才满足功能及起动条件。

具体地，采用与门判断是否满足保护闭锁元件开放条件，包括：

判断是否同时满足涌流判别元件开放和CT饱和判别元件开放；

如果涌流判别元件开放和CT饱和判别元件开放中，至少一条不成立，则不满足保护闭锁元件开放条件；如果同时满足涌流判别元件开放和CT饱和判别元件开放，则判断CT是否断线；

如果CT未断线，则满足保护闭锁元件开放条件；

如果CT断线，则判断CT断线闭锁差动保护是否投入；

如果CT断线闭锁差动保护未投入，则满足保护闭锁元件开放条件；如果CT断线闭锁差动保护投入，则不满足保护闭锁元件开放条件。根据实际需要，CT断线闭锁差动保护可选择投入或退出。在同时满足涌流判别元件开放和CT饱和判别元件开放的条件下，当CT断线闭锁差动保护未投入(即退出)时，无论CT是否断线，都满足保护闭锁元件开放条件，即CT断线与CT断线闭锁差动保护投入之间进行“与非”逻辑运算，该与非运算结果再与涌流判别元件开放和CT饱和判别元件开放进行“与”逻辑运算，根据最终的输出结果判定是否满足保护闭锁元件开放条件。

本发明实施例中，凡涉及各条件逻辑判定，判定结果为真时，逻辑值取1，反之，则逻辑值去0。例如判断是否满足功能及起动条件时，差动保护硬压板投入，稳态比率差动保护软压板投入，差流起动元件未动作，则在对应真值表中，取值分别为1，1，0，进行“与”逻辑运算时，计算结果为0，则不满足功能及起动条件。其他条件判别过程可参照上例，在此不再赘述。

由以上技术方案可知，本发明提供一种变压器稳态比率差动保护逻辑优化方法，首先判断是否满足出口条件，在满足出口条件的基础上，获取静止无功补偿器的运行状态；当静止无功补偿器处于解锁状态时，变压器稳态比率差动保护逻辑可以按照出口条件判断由一段出口是否执行保护动作；当静止无功补偿器处于闭锁状态时，满足出口条件后，由二段出口执行保护动作，二段出口执行保护动作延时为T，T大于静止无功补偿器闭锁时产生涌流的持续时间，因此得以避开静止无功补偿器暂态闭锁时引起的涌流，在T延时内当涌流消失后，变压器稳态比率差动保护不满足出口条件而复归，变压器未跳闸，静止无功补偿器重新解锁之后可以恢复工作。本发明保护优化逻辑简单，实现方便，当变压器低压侧联接有静止无功补偿器时，能防止变压器稳态比率差动保护出现误动作，有效提高变压器保护的可靠性，并提高静止无功补偿器的运行稳定性和可靠性，进而保证电网的安全稳定运行。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种变压器稳态比率差动保护逻辑优化方法，用于变压器低压侧联接有静止无功补偿器的稳态比率差动保护，所述方法包括判断是否满足出口条件，其特征在于，所述判断是否满足出口条件的步骤之后，所述方法还包括：

如果满足所述出口条件，则获取静止无功补偿器的运行状态，所述静止无功补偿器的运行状态包括闭锁状态和解锁状态；

如果所述静止无功补偿器处于解锁状态，则由第一逻辑模块发送一段保护指令，变压器保护装置根据所述一段保护指令，控制一段出口执行保护动作；

如果所述静止无功补偿器处于闭锁状态，则由第二逻辑模块发送二段保护指令，所述变压器保护装置根据所述二段保护指令，控制二段出口执行保护动作；

所述二段出口执行保护动作延时为T，T大于所述静止无功补偿器闭锁时产生涌流的持续时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断是否满足出口条件包括：

判断是否满足功能及起动条件；

判断是否满足保护闭锁元件开放条件；

判断稳态比率差动元件是否动作；

当且仅当满足功能及起动条件、满足闭锁元件开放条件以及稳态比率差动元件动作中，三个条件全部成立，则满足出口条件。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述判断是否满足功能及起动条件包括：

判断是否同时满足差动保护硬压板投入、稳态比率差动保护软压板投入以及差流起动元件动作；

如果差动保护硬压板投入、稳态比率差动保护软压板投入以及差流起动元件动作中，至少一条不成立，则不满足功能及起动条件。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述判断是否满足保护闭锁元件开放条件包括：

判断是否同时满足涌流判别元件开放和CT饱和判别元件开放；

如果涌流判别元件开放和CT饱和判别元件开放中，至少一条不成立，则不满足保护闭锁元件开放条件；

如果同时满足涌流判别元件开放和CT饱和判别元件开放，则判断CT是否断线；

如果CT未断线，则满足保护闭锁元件开放条件；

如果CT断线，则判断CT断线闭锁差动保护是否投入；

如果CT断线闭锁差动保护未投入，则满足保护闭锁元件开放条件；如果CT断线闭锁差动保护投入，则不满足保护闭锁元件开放条件。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变压器保护装置根据所述一段保护指令，控制一段出口执行的保护动作为高低压侧交流开关跳闸。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变压器保护装置根据所述二段保护指令，控制二段出口执行的保护动作为高低压侧交流开关跳闸。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，如果不满足所述出口条件，所述变压器保护装置不执行保护动作。