CN110445095A - 基于复合环流与复合零序电流波形相关度的励磁涌流识别方法 - Google Patents

基于复合环流与复合零序电流波形相关度的励磁涌流识别方法 Download PDF

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    • H02H7/045—Differential protection of transformers

Abstract

本发明涉及一种基于复合环流与复合零序电流波形相关度的励磁涌流识别方法，包括如下步骤：计算得到Y/△换流变压器的折算到一次侧的原、副边漏抗；计算复合环流复合零序电流计算复合环流与复合零序电流波形相关系数；计算数据窗内复合环流与复合零序电流波形相关系数，如果计算得到相关系数大于设定值，则判定为涌流，差动保护闭锁；否则，差动保护开放。

Description

基于复合环流与复合零序电流波形相关度的励磁涌流识别 方法
技术领域
本发明涉及电力系统继电保护领域，特别是Y/Y换流变压器与Y/△换流变压器并联同时空载合闸时励磁涌流的识别方法。
背景技术
换流变压器(简称换流变)作为换流站乃至整个(特)高压直流输电工程十分重要设备，其故障将对直流输电系统稳定运行带来严重影响。特高压换流站内换流变一般采用双极、每极双12脉串联接线，换流变通常采用单相双绕组变压器，每6台单相变压器接成Y/Y和Y/△两台三相变压器并联构成一组换流变，在任何组合运行方式下，每组换流变均是同时投退的，所配置主保护也包括换流变的大差保护和单台换流变的小差保护，且均采用二次谐波制动判据。换流变大差保护和小差保护都要考虑一组换流变空载合闸时产生的励磁涌流问题。换流变空载合闸产生励磁涌流导致差保护误动事故时有发生，因此正确识别一组换流变压器空载合闸产生的励磁涌流对换流变压器差动保护具有重要意义。
发明内容
针对一组换流变压器空载合闸时产生的励磁涌流容易导致差动保护误动问题，本发明的目的在于提供一种识别一组换流变压器空载合闸时励磁涌流与接地故障电流的方法。技术方案如下：
一种基于复合环流与复合零序电流波形相关度的励磁涌流识别方法，利用一组换流变压器空投时复合环流与复合零序电流的相位关系，引入波形相关系数来判别换流变压器励磁涌流与接地故障电流，所述一组换流变压器为Y/△换流变压器与Y/Y换流变压器并联，且两台换流变压器网侧中性点直接接地。包括如下步骤：
1)根据变压器铭牌参数，可以计算得到Y/△换流变压器的折算到一次侧的原、副边漏抗
2)采集Y/△换流变压器△侧内环流，利用变压器变比可获得归算至Y侧的△侧内环流iD；
3)分别采集Y/△换流变压器、Y/Y换流变压器网侧中性点处电流采集到的数据分别除以3可得到两台换流变中性点处的零序电流
3)利用上述采集到的数据，构成复合环流复合零序电流
4)计算复合环流与复合零序电流波形相关系数，计算公式为：
其中，N为采样数据窗采样点，x(i)、y(i)分别为复合环流、复合零序电流采样数据窗内第i个数据，分别为复合环流、复合零序电流采样数据窗内数据平均值；
计算数据窗内复合环流与复合零序电流波形相关系数，如果计算得到相关系数大于设定值，则判定为涌流，差动保护闭锁；否则，差动保护开放。
设定值根据实际系统参数以及变压器现场运行环境设置，推荐值为0.6。
该方法原理简单，可靠性高，具有很好的速动性。
附图说明
图1产生涌流时换流变压器接线示意图和单相等效电路图
图2产生涌流时与电流波形图
图3 A相接地故障时换流变压器接线示意图和单相等效电路图
图4 A相接地故障时系统零序等值电路图
图5换流变压器空投于A相接地故障时与电流波形图
图6换流变压器空投时产生涌流和空投于接地故障时复合环流与复合零序电流波形相关系数图
具体实施方式
本发明提出了基于复合环流与复合零序电流波形相关度的励磁涌流识别方法。一组换流变一般是由Y/Y换流变与Y/△换流变并联组成，无论何种运行方式，两台换流变均同时投入或切除，由于实际工程需要，一般Y/△换流变△侧CT安装在三角环内，因此可以利用△侧内的环流引入保护判据中。
本发明中，换流变压器为Y/Y换流变压器与Y/△换流变变压器并联构成的一组换流变压器，且两台换流变网侧中性点直接接地；所述复合环流为Y/△换流变压器折算至Y侧的△侧内环流减去Y/△换流变压器一次侧与二次侧漏抗比值与Y侧中性点处零序电流之积；所述复合零序电流为Y/△换流变压器与Y/Y换流变压器网侧中性点处零序电流之和。
现通过一算例来描述具体实施方案：
如附图1所示，为产生涌流时换流变压器接线示意图和单相等效电路图。通过列回路方程，可以得到一组换流变压器空投产生励磁涌流时，复合环流与复合零序电流关系表达式为：
其中，iD为Y/△换流变压器折算至Y侧的△侧内环流。是Y/△换流变压器一次侧漏抗和折算至一次侧的二次侧漏抗，分别是Y/△换流变压器、Y/Y换流变压器中性点处零序电流，Z0S是电源等效零序阻抗。
复合环流与复合零序电流呈线性关系，两电流的波形趋势相同，仿真图见图2。
如附图3所示，为A相接地故障时换流变压器接线示意图和单相等效电路图，列出回路方程，以及附图4，A相接地故障时系统零序等值电路图，简化回路方程，可以得到一组换流变压器空投产生励磁涌流时，复合环流与复合零序电流关系表达式为：
其中，iD为Y/△换流变压器折算至Y侧的△侧内环流。是Y/△换流变压器一次侧漏抗和折算至一次侧的二次侧漏抗，分别是Y/△换流变压器、Y/Y换流变压器中性点处的零序电流，Z′T为两台变压器并联零序等值阻抗。
复合环流与复合零序电流波形趋势相反，仿真图见图5。
计算复合环流与复合零序电流波形相关系数，如果无法得知换流变两侧漏抗参数，可近似认为两侧漏抗值相等，即此时的复合环流为相关系数计算公式为：
其中，N为采样数据窗采样点，x(i)、y(i)分别为复合环流、复合零序电流采样数据窗内第i个数据，分别为复合环流、复合零序电流采样数据窗内数据平均值。
计算数据窗内复合环流与复合零序电流波形相关系数，一组换流变空投产生励磁涌流时，其相关系数非常接近于1，此时计算得到的相关系数大于设定值(0.6)，判定为涌流，差动保护闭锁；相同参数下，一组换流变空投于A相接地故障时，其相关系数非常接近-1，此时计算得到的相关系数小于设定值(0.6)，差动保护开放。
采用复合环流与复合零序电流计算其相关系数，计算结果误差较小，依然可以满足判据要求。实际工程中，工程师或技术员可以根据现场需要适当选择简化后的复合环流与复合零序电流计算相关系数，也可以适当调节设定值。

Claims (2)

1.一种基于复合环流与复合零序电流波形相关度的励磁涌流识别方法，利用一组换流变压器空投时复合环流与复合零序电流的相位关系，引入波形相关系数来判别换流变压器励磁涌流与接地故障电流，所述一组换流变压器为Y/△换流变压器与Y/Y换流变压器并联，且两台换流变压器网侧中性点直接接地。包括如下步骤：
1)计算得到Y/△换流变压器的折算到一次侧的原、副边漏抗
2)采集Y/△换流变压器△侧内环流，利用变压器变比可获得归算至Y侧的△侧内环流iD；
3)分别采集Y/△换流变压器、Y/Y换流变压器网侧中性点处电流采集到的数据分别除以3可得到两台换流变中性点处的零序电流
3)利用上述采集到的数据，构成复合环流复合零序电流
4)计算复合环流与复合零序电流波形相关系数，计算公式为：
其中，N为采样数据窗采样点，x(i)、y(i)分别为复合环流、复合零序电流采样数据窗内第i个数据，分别为复合环流、复合零序电流采样数据窗内数据平均值；
计算数据窗内复合环流与复合零序电流波形相关系数，如果计算得到相关系数大于设定值，则判定为涌流，差动保护闭锁；否则，差动保护开放。
2.根据权利要求1所述的识别方法，其特征在于，设定值根据实际系统参数以及变压器现场运行环境设置，推荐值为0.6。
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姚斌 等: "基于波形上下对称系数识别励磁涌流的新原理", 《电力系统及其自动化学报》 *

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