CN111244893B - 抽能电抗器匝间保护控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了抽能电抗器匝间保护控制方法及装置。该方法包括:获取抽能电抗器抽能绕组和主电抗绕组的电流采样值;在根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护动作判据成立且预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据不成立时,控制抽能电抗器匝间保护动作;在根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护动作判据以及预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据均成立时,控制抽能电抗器匝间保护闭锁。该方法,利用抽能侧零序电流的谐波特征构成励磁涌流闭锁判据,保证在发生区外故障时,抽能电抗器保护匝间不误动。
Description
技术领域
本发明属于继电保护技术领域,尤其涉及抽能电抗器匝间保护控制方法及装置。
背景技术
抽能电抗器为超高压、远距离传输网络提供无功补偿,同时也可以为边远地区、无电力供应的开关站提供安全、稳定和高效的电源。
抽能电抗器在补偿线路容性无功的同时,利用抽能绕组直接从电抗器中抽出一部分能量供开关站照明和其他生活用电。由于抽能绕组所抽取的能量非常小,不会影响抽能电抗器的安全稳定运行。
目前,在传统电抗器匝间保护的基础上,抽能电抗器的匝间保护增加配置了抽能绕组匝间保护逻辑。
但是,由于抽能电抗器的结构与变压器相似,在区外故障时,电抗器铁芯饱和会产生励磁涌流。而该励磁涌流会造成抽能电抗器匝间保护误动作。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供抽能电抗器匝间保护控制方法及装置,以改善目前在区外故障时抽能电抗器匝间保护不能闭锁的问题。
第一方面,本发明提供一种抽能电抗器匝间保护控制方法,包括:
获取抽能电抗器抽能绕组和主电抗绕组的电流采样值;
在根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护动作判据成立且预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据不成立时,控制抽能电抗器匝间保护动作;
在根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护动作判据以及预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据均成立时,控制抽能电抗器匝间保护闭锁。
进一步地,所述的抽能电抗器匝间保护控制方法,
所述根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护动作判据成立,包括:
若下式成立,则所述电流采样值使得预设的抽能电抗器匝间保护动作判据成立:
其中,K为抽能电抗器的电流变化系数。
进一步地,所述的抽能电抗器匝间保护控制方法,
所述根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据不成立,包括:
根据抽能绕组的三相电流,计算抽能绕组的零序电流采样值i0L;
根据抽能绕组的零序电流采样值,计算抽能绕组的零序电流直流分量
若下式不成立,则确定所述电流采样值使得预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据不成立:
其中,Kset为预先设定的闭锁判据整定值。
进一步地,所述的抽能电抗器匝间保护控制方法,
所述根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据成立,包括:
根据抽能绕组的三相电流,计算抽能绕组的零序电流采样值i0L;
若下式成立,则确定所述电流采样值使得预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据成立:
其中,Kset为预先设定的闭锁判据整定值。5、根据权利要求3或4所述的抽能电抗器匝间保护控制方法,
其中,N为工频一周期的采样点数。
进一步地,所述的抽能电抗器匝间保护控制方法,
其中,N为工频一周期的采样点数。
第二方面,本发明提供一种抽能电抗器匝间保护控制装置,包括:
电流采样值获取模块,用于获取抽能电抗器抽能绕组和主电抗绕组的电流采样值;
匝间保护动作控制模块,用于在在根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护动作判据成立且预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据不成立时,控制抽能电抗器匝间保护动作;
匝间保护闭锁控制模块,用于在根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护动作判据以及预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据均成立时,控制抽能电抗器匝间保护闭锁。
进一步地,所述的抽能电抗器匝间保护控制装置,
匝间保护动作控制模块,用于:
若下式成立,则所述电流采样值使得预设的抽能电抗器匝间保护动作判据成立:
其中,K为抽能电抗器的电流变化系数。
进一步地,所述的抽能电抗器匝间保护控制装置,
匝间保护动作控制模块,用于:
根据抽能绕组的三相电流,计算抽能绕组的零序电流采样值i0L;
若下式不成立,则确定所述电流采样值使得预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据不成立:
其中,Kset为预先设定的闭锁判据整定值。
进一步地,所述的抽能电抗器匝间保护控制装置,
所述匝间保护闭锁控制模块,用于:
根据抽能绕组的三相电流,计算抽能绕组的零序电流采样值i0L;
若下式成立,则确定所述电流采样值使得预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据成立:
其中,Kset为预先设定的闭锁判据整定值。
本发明提供的抽能电抗器匝间保护控制方法及装置,利用抽能侧零序电流的谐波特征构成励磁涌流闭锁判据,保证在发生区外故障时,抽能电抗器保护匝间不误动,从而保证了抽能电抗器的安全可靠运行。
附图说明
通过参考下面的附图,可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式:
图1为本发明优选实施方式的抽能电抗器匝间保护控制方法的流程示意图;
图2是本发明优选实施方式的抽能电抗器匝间保护装置的组成示意图;
图3为本发明优选实施方式的抽能电抗器匝间保护的励磁涌流闭锁逻辑图;
图4为发生区外故障时,本发明优选实施方式的抽能电抗器匝间保护因励磁涌流闭锁的示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式,然而,本发明可以用许多不同的形式来实施,并且不局限于此处描述的实施例,提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明,并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中,相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明,此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外,可以理解的是,以通常使用的词典限定的术语,应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义,而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
如图1所示,本发明实施例的抽能电抗器匝间保护控制方法,包括:
步骤S100:获取抽能电抗器抽能绕组和主电抗绕组的电流采样值;
步骤S200:在根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护动作判据成立且预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据不成立时,控制抽能电抗器匝间保护动作;
步骤S300:在根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护动作判据以及预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据均成立时,控制抽能电抗器匝间保护闭锁。
应该理解为,调整步骤S200与步骤S300执行的先后顺序后,属于相同的技术方案,具有相同的技术效果。
进一步地,所述的抽能电抗器匝间保护控制方法,
所述根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护动作判据成立,包括:
若下式成立,则所述电流采样值使得预设的抽能电抗器匝间保护动作判据成立:
其中,K为抽能电抗器的电流变化系数。
进一步地,所述的抽能电抗器匝间保护控制方法,
所述根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据不成立,包括:
根据抽能绕组的三相电流,计算抽能绕组的零序电流采样值i0L;
若下式不成立,则确定所述电流采样值使得预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据不成立:
其中,Kset为预先设定的闭锁判据整定值。
进一步地,所述的抽能电抗器匝间保护控制方法,
所述根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据成立,包括:
根据抽能绕组的三相电流,计算抽能绕组的零序电流采样值i0L;
若下式成立,则确定所述电流采样值使得预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据成立:
其中,Kset为预先设定的闭锁判据整定值。5、根据权利要求3或4所述的抽能电抗器匝间保护控制方法,
其中,N为工频一周期的采样点数。
进一步地,所述的抽能电抗器匝间保护控制方法,
其中,N为工频一周期的采样点数。
本发明实施例的抽能电抗器匝间保护控制方法,利用抽能侧零序电流的谐波特征构成励磁涌流闭锁判据,保证在发生区外故障时,抽能电抗器保护匝间不误动,从而保证了抽能电抗器的安全可靠运行。
本发明实施例的抽能电抗器匝间保护控制方法,应用于500kV及以上的远距离传输网络中,针对抽能电抗器提出了匝间保护励磁涌流闭锁方法,避免了在发生区外故障时,抽能电抗器匝间保护误动作。
如图2所示,本发明实施例的抽能电抗器匝间保护控制装置,包括:
电流采样值获取模块10,用于获取抽能电抗器抽能绕组和主电抗绕组的电流采样值;
匝间保护动作控制模块20,用于在在根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护动作判据成立且预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据不成立时,控制抽能电抗器匝间保护动作;
匝间保护闭锁控制模块30,用于在根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护动作判据以及预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据均成立时,控制抽能电抗器匝间保护闭锁。
进一步地,所述的抽能电抗器匝间保护控制装置,
匝间保护动作控制模块,用于:
若下式成立,则所述电流采样值使得预设的抽能电抗器匝间保护动作判据成立:
其中,K为抽能电抗器的电流变化系数。
进一步地,所述的抽能电抗器匝间保护控制装置,
匝间保护动作控制模块,用于:
根据抽能绕组的三相电流,计算抽能绕组的零序电流采样值i0L;
若下式不成立,则确定所述电流采样值使得预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据不成立:
其中,Kset为预先设定的闭锁判据整定值。
进一步地,所述的抽能电抗器匝间保护控制装置,
所述匝间保护闭锁控制模块,用于:
根据抽能绕组的三相电流,计算抽能绕组的零序电流采样值i0L;
若下式成立,则确定所述电流采样值使得预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据成立:
其中,Kset为预先设定的闭锁判据整定值。
本发明实施例的抽能电抗器匝间保护控制装置,为前述抽能电抗器匝间保护控制方法对应的装置,具有与前述的抽能电抗器匝间保护控制方法相同的技术构思和技术效果,这里不再赘述。
具体实施时,本发明实施例的抽能电抗器匝间保护控制方法,包括:
(1)获取抽能电抗器各绕组的电流采样值;
记抽能电抗器主电抗绕组的电流采样值为:iAH,iBH,iCH。
记抽能电抗器抽能绕组的电流采样值为:iAL,iBL,iCL。
具体实施时,由与抽能电抗器相应设置的电流互感器获取抽能电抗器各绕组的电流并由现有技术中公开的方法采样得到各绕组的电流采样值。
(2)计算抽能电抗器各绕组的电流相量值。
(3)计算抽能电抗器各绕组的零序电流。
由主电抗绕组的三相电流计算主电抗绕组的零序电流;其中,
主电抗绕组的零序电流采样值:3i0H=iAH+iBH+iCH;
由抽能绕组的三相电流计算抽能绕组的零序电流;其中,
抽能绕组的零序电流采样值:3i0L=iAL+iBL+iCL;
(4)计算抽能电抗器抽能绕组的零序电流直流分量。
由抽能绕组的零序电流采样值,计算抽能绕组的零序电流直流分量:
其中,N为工频一周期的采样点数,如N=24。
(5)计算抽能电抗器抽能绕组的零序电流二次谐波分量。
由抽能绕组的零序电流采样值,计算抽能绕组的零序电流二次谐波分量:
其中,N为工频一周期的采样点数,如N=24。
(6)确定是否满足抽能电抗器匝间保护动作判据。
由抽能电抗器的主电抗绕组的零序电流相量值和抽能绕组的零序电流相量值构成抽能电抗器匝间保护动作判据。
上式中,K为抽能电抗器的电流变化系数;
具体地,K由在发生区外故障时,抽能电抗器的主电抗绕组与抽能绕组的电流幅值之比。具体地,K的数值仅与抽能电抗器的材质和结构有关,是抽能电抗器的固有参数。
应该理解为,若上式成立,则可以判断抽能电抗器的抽能绕组或主电抗绕组发生了匝间短路,也即可以判断发生了区内故障。
若上式成立,则满足抽能电抗器匝间保护动作判据,也即抽能电抗器匝间保护动作判据成立(并且,判据成立可以记为逻辑“1”);
若上式不成立,则不满足抽能电抗器匝间保护判据,也即抽能电抗器匝间保护动作判据不成立(并且,判据不成立可以记为逻辑“0”)。
(7)确定是否满足抽能电抗器匝间保护闭锁判据(也即励磁涌流闭锁判据)。
通常,无励磁涌流时,
有励磁涌流时,
由抽能绕组的零序电流相量值及零序电流直流分量和二次谐波分量构成抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据:
上式中,Kset为闭锁判据整定值(也即图4中的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据定值)。
优选地,Kset为20%。
应该理解为,若上式成立,则可以判断抽能电抗器的铁芯因区外故障而饱和并产生了励磁涌流,也即可以判断发生了区外故障。
应该理解为,若上式成立,则满足抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据,也即抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据成立(并且,判据成立可以记为逻辑“1”);若上式不成立,则不满足抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据,也即抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据不成立(并且,判据不成立可以记为逻辑“0”)。
(8)确定抽能电抗器匝间保护动作或闭锁:
根据以下判定逻辑,确定抽能电抗器匝间保护动作或闭锁:
若满足抽能电抗器匝间保护动作判据,且不满足抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据,则确定抽能电抗器匝间保护动作(如,记为逻辑“1”);
若满足抽能电抗器匝间保护动作判据,且满足抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据,则确定抽能电抗器匝间保护不动作(如,记为逻辑“0”)。
如图3所示,针对抽能电抗器匝间保护控制,有以下2种情形:
(1)、抽能电抗器发生主电抗绕组匝间故障或抽能绕组匝间故障:这时,满足抽能电抗器匝间保护动作判据(为逻辑“1”),且不满足抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据(为逻辑“0”;取反后,为逻辑“1”);则控制抽能电抗器匝间保护可靠动作(取“与”后,为逻辑“1”);
(2)、抽能电抗器发生区外故障:这时,满足抽能电抗器匝间保护动作判据(为逻辑“1”),且满足抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据(为逻辑“1”;取反后,为逻辑“0”);则控制抽能电抗器匝间保护可靠不动作(取“与”后,为逻辑“0”)。
如图4所示,发生区外故障时,抽能电抗器出现励磁涌流。这时,满足抽能电抗器匝间保护动作判据,且满足抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据,因此,抽能电抗器保护可靠不动作。
具体地,图4的图(a)为发生区外故障后,匝间保护动作判据动作值与匝间保护动作判据定值随时间变化的曲线。图4的图(b)为发生区外故障后,匝间保护励磁涌流闭锁判据动作值与匝间保护励磁涌流闭锁判据定值(也即Kset)随时间变化的曲线。相应地,图4的图(c)为匝间保护动作判据是否成立的情况;图4的图(d)为匝间保护励磁涌流闭锁判据是否成立的情况。具体地,发生区外故障后,匝间保护判据与匝间保护闭锁判据均成立,匝间保护可靠不动作。
综上,本发明实施例的抽能电抗器匝间保护控制方法,
(1)、在抽能电抗器发生主电抗绕组匝间故障或抽能绕组匝间故障时,判定满足抽能电抗器匝间保护动作判据,且不满足抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据,因此,控制抽能电抗器匝间保护可靠动作。
(2)、在抽能电抗器发生区外故障时,判定励磁涌流导致满足抽能电抗器匝间保护动作判据,且满足抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据,因此,控制抽能电抗器匝间保护可靠不动作。
因此,本发明实施例的抽能电抗器匝间保护控制方法,具有以下技术效果:
(1)在抽能电抗器发生主电抗绕组匝间故障或抽能绕组匝间故障时,控制抽能电抗器匝间保护可靠动作;
(2)在因区外故障而导致抽能电抗器出现励磁涌流进而导致抽能电抗器匝间保护判据可能发生误动作时,控制抽能电抗器匝间保护不动作,从而避免了匝间保护在区外故障时误动作。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而,本领域技术人员所公知的,正如附带的专利权利要求所限定的,除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地,在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释,除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个//该[装置、组件等]”都被开放地解释为装置、组件等中的至少一个实例,除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行,除非明确地说明。
Claims (6)
1.一种抽能电抗器匝间保护控制方法,其特征在于,包括:
获取抽能电抗器抽能绕组和主电抗绕组的电流采样值;
在根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护动作判据成立且预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据不成立时,控制抽能电抗器匝间保护动作,所述根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护动作判据成立,包括:
若下式成立,则所述电流采样值使得预设的抽能电抗器匝间保护动作判据成立:
其中,K为抽能电抗器的电流变化系数;
在根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护动作判据以及预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据均成立时,控制抽能电抗器匝间保护闭锁,所述根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据不成立,包括:
根据抽能绕组的电流采样值iAL,iBL,iCL,计算抽能绕组的零序电流采样值i0L;
若下式不成立,则确定所述电流采样值使得预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据不成立:
其中,Kset为预先设定的闭锁判据整定值。
2.根据权利要求1所述的抽能电抗器匝间保护控制方法,其特征在于,
所述根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据成立,包括:
根据抽能绕组的电流采样值iAL,iBL,iCL,计算抽能绕组的零序电流采样值i0L;
若下式成立,则确定所述电流采样值使得预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据成立:
其中,Kset为预先设定的闭锁判据整定值。
5.一种抽能电抗器匝间保护控制装置,其特征在于,包括:
电流采样值获取模块,用于获取抽能电抗器抽能绕组和主电抗绕组的电流采样值;
匝间保护动作控制模块,用于在根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护动作判据成立且预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据不成立时,控制抽能电抗器匝间保护动作;匝间保护动作控制模块,用于:
若下式成立,则所述电流采样值使得预设的抽能电抗器匝间保护动作判据成立:
其中,K为抽能电抗器的电流变化系数;
匝间保护闭锁控制模块,用于在根据所述电流采样值确定预设的抽能电抗器匝间保护动作判据以及预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据均成立时,控制抽能电抗器匝间保护闭锁;匝间保护动作控制模块,用于:
根据抽能绕组的电流采样值iAL,iBL,iCL,计算抽能绕组的零序电流采样值i0L;
若下式不成立,则确定所述电流采样值使得预设的抽能电抗器匝间保护励磁涌流闭锁判据不成立:
其中,Kset为预先设定的闭锁判据整定值。
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