CN111444638A - 一种串补mov非电量保护定值的校验方法 - Google Patents
一种串补mov非电量保护定值的校验方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111444638A CN111444638A CN202010545066.4A CN202010545066A CN111444638A CN 111444638 A CN111444638 A CN 111444638A CN 202010545066 A CN202010545066 A CN 202010545066A CN 111444638 A CN111444638 A CN 111444638A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mov
- series compensation
- current
- protection
- constant value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000004224 protection Effects 0.000 title claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Energy or water supply
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Economics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Public Health (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Marketing (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于串补MOV非电量保护的定值计算方法。方法包括：采用三次多项式y=a0+a1x+a2x2+a3x3曲线对MOV电压/电流典型值进行曲线拟合，通过拟合曲线结合串补保护能量定值或温度定值，计算出串补MOV非电量保护校验时应该施加的激励量数值。本发明解决了现场串补保护测试中无法进行MOV非电量保护定值校验的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力传输技术领域，特别涉及一种用于串补MOV（Metal OxideVaristor，金属氧化物可变电阻）非电量保护定值的校验方法。
背景技术
目前，特高压交流输电系统是我国实现大容量远距离电力传输的主要手段之一。采用输电线路串联电容补偿技术，可以有效缩短输电线路首末端间的电气距离，增加线路电力传输能力，对于构建全球能源互联网，促进社会和经济发展意义重大。
国家电网公司建设了我国首个特高压串补工程：1000kV晋东南（长治）—南阳—荆门，首次实现了串补技术在特高压工程中的成功应用，促进了我国骨干电网输送能力的全面提升，带动了行业技术的创新和升级，对我国输电网的建设和运行具有重要意义。
很多学者从不同角度对串补的关键设备及原理、数学模型、设计实现、RTDS仿真、与线路保护交互的影响、系统测试等方面展开了深入研究。比如在串补系统测试方面，文献1从火花间隙测试方面、文献2从现场短路试验方面、文献3从串补保护检验方面进行了研究。
1、高飞，串补用火花间隙测试电流源的研制[D]，北京：中国电力科学研究院，2006．
2、蒋卫平，李新年，吕鹏飞，等．500kV固定串补人工单相接地故障试验现场实测结果分析与仿真计算[J]．电网技术，2009，33 (1)：17－21．
3、刘昌宇，黄梅，李刚．500 kV串补保护检验方法的设计[J]．电力系统保护与控制，2008，36 (15)：65－68．
但是对于MOV非电量保护测试方法，尤其是实现MOV非电量保护的定值校验方面，暂时没有文献进行说明。
对于保护设备，投运前进行现场定值校验是非常重要的一项工作，MOV非电量保护是串补保护中的重要部分，也是串补保护中计算最复杂的一类保护。它包括MOV能量低定值保护、MOV能量高定值保护和MOV高温度保护三种，其中MOV能量低定值保护和MOV能量高定值保护反映的是：当串补线路区外最严重故障情况下，MOV较短时间可以吸收的最大能量，其计算公式如式（1）所示。
式中：E为MOV吸收的能量（单位：kJ）；T为施加在MOV的电流持续时间（单位：s）；I为施加在MOV的电流值（单位：A）；U为流过MOV的电流产生的电压（单位：kV）。
MOV高温度保护反映的是：故障电流在MOV上较长时间的温度累积。其计算公式如式（2）所示。
式中：△T为MOV在吸收能量E的情况下绝热温升数值（单位：摄氏度℃）；R为温升系数（单位：℃/kJ）。
比较式（1）和式（2）可以看出，虽然这三种保护在保护原理上有所不同，但是它们的根本原理都是故障电流I在MOV上持续一段时间T后产生的能量以及由此能量产生的热效应。其中I可以通过串联在MOV设备上的CT测量到，而U则是通过MOV生产厂家提供的电流/电压（U/I）曲线得到。典型的U/I曲线表如表1所示。
从表1可以看出，MOV的U/I关系通过多个典型值的形式进行描述。在进行实际MOV能量计算时，先通过查表的方法，找出各个电流值对应的电压值，然后再对电流与电压的乘积在施加电流的时间段进行积分。对于不在表中的电流值，通过插值的方式得到，进而找到对应的电压值。
表1 MOV特性曲线表1
式（1）的方法是通过测量施加在MOV上的电流和施加电流时间来计算MOV能量，但是在实际的串补保护测试中，需要做保护定值的0.95倍和1.05倍的定值校验，也就是要根据MOV能量保护的定值E反算施加的电流值I和施加时间T。
MOV的U/I曲线中，不同的U值对应不同I值，U、I之间为复杂的非线性关系，根据式（1）由电流I和时间T算出能量E，需要比较复杂的积分计算，而通过能量E反算电流I和时间T的难度更大，所以，当前没有能通过U/I曲线表反算出施加的电流量和施加时间的方法，也无法进行MOV非电量保护0.95倍和1.05倍定值校验。
发明内容
针对目前通过MOV能量E反算施加的电流I和时间T难度很大，并且没有能在串补保护校验现场通过U/I曲线表反算出施加的电流量和施加时间的方法。本发明提供了一种用于串补MOV非电量保护的定值计算方法，采用拟合曲线数学解析式对MOV电压/电流（U/I）典型值进行描述，解决了现场串补保护测试中无法进行MOV非电量保护定值校验的问题。
为了使拟合曲线在坐标图中更加突出MOV的物理特征，将表1中U、I分别取以10为底的对数，令：
x=lgI，y=lgU (3)
这样，表1所述的U/I曲线数据改写为y/x曲线数据，如表2所示。
表2 MOV特性曲线表2
表2数据可以拟合为n阶多项式曲线，如式（4）所示。其中：a0、a1、a2……an为多项式的系数。
y=a0+a1x+a2x2+…+anxn (4)
为了使式（4）曲线的拟合精度最高，需要使拟合曲线y在表2中x1~x14情况下的计算值与实际值y1~y14每个点之间的误差之和最小。即求出式（5）中当M为最小值情况下拟合曲线式（4）各个系数的值。
为了消除y-yi正负误差对求和的影响，可以取误差的绝对值之和为最小或平方和为最小，本方案采用平方和为最小的方法，即用式（6）代替式（5）。
结合工程实际对误差M的精度要求及运算量的综合考虑，多项式选定阶数n为3，则式（4）可简化为式（7）：
y=a0+a1x+a2x2+a3x3 （7）
为了求式（6）中M在a0、a1、a2、a3时取得最小值，需要让M对分别对a0、a1、a2、a3求偏导数，使偏导数分别等于0，于是将式（6）方程两边同时求偏导数，可得式（8）：
展开式（8）可得式（9）：
化简式（9），并用矩阵表示可得：
将表2中的数据代入式（10），可以算出此拟合曲线多项式系数a0、a1、a2、a3的值。假定算出的拟合曲线多项式系数如下：
a0=A、a1=B、a2=C、a3=D
则拟合曲线式（7）可以表示为式（11）：
y=A+Bx+Cx2+Dx3 （11）
式（11）即为表1所描述的MOV电流/电压（U/I）曲线。
从上面分析得到。如果施加给MOV的电流激励量是幅值为K，持续时间为T的正弦电流，则通过式（12）的方程组可以算出此电流激励量在MOV中产生的能量。
式中：K为正弦波激励量幅值；ω为正弦波激励量角频率。
需要说明的是：式（12）中的电流I应为交流电流，虽然这样会导致计算复杂一些，但是，不能为了计算方便而采用直流电流，因为施加直流电流无法被串补系统的交流采样CT正确地传变。
将式（12）结合式（2），能算出此电流激励量在MOV中产生的温升，也能通过指定能量或温升反算出电流幅值K或施加电流的时间T。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的串补MOV非电量保护定值的校验方法流程图；
图2为拟合曲线误差分析图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供一种用于串补MOV非电量保护的定值计算方法，包括：
步骤100、将MOV电压/电流（U/I）典型值表中的U、I分别取以10为底的对数，得到新的典型值曲线表。即把MOV电压/电流（U/I）典型值表1通过式（3）转化为表2。
步骤200、设定拟合多项式为：y=a0+a1x+a2x2+a3x3。
步骤300、使拟合曲线误差的平方和为最小，即
。
步骤400、对误差的平方和方程两边求偏导数，并使其等于0，化简得出拟合曲线矩阵。
步骤500、将将新的典型值曲线表中的数据代入拟合曲线矩阵方程，求得拟合曲线系数a0、a1、a2、a3。即将表2中的x1~x14以及对应的y1~y14分别代入式（10），解得：
a0=2.09325、a1=0.01806、a2=-0.00503、a3=0.00105
所以，拟合后的多项式为：
y=2.09325+0.01806x-0.00503x2+0.00105x3 （13）
步骤600、通过拟合曲线和串补保护能量定值或温度定值，计算出保护校验时应该施加的激励量数值。例如表1描述的MOV能量低定值保护定值为50000kJ，串补重投时间定值为500ms，能够根据此定值计算需要给串补保护施加的激励量。在施加给串补A相电流激励量折算到一次侧为6000A的情况下，通过式（12）计算可得施加的电流时间T应为65ms。
下面对本实施例的拟合曲线进行误差分析。
在坐标图中分别绘出表2典型值和式（13）拟合曲线，如图2所示。从图2可以看出，拟合曲线非常接近实际的典型值数据。
下面对本实施例计算出的结果通过实际串补保护装置进行测试。
根据计算出施加的电流时间T为65ms，实际的测试情况如下：
当施加电流时间为0.95×65 = 61.75ms时，串补保护产生的SOE报文为表3所示：
表3 串补保护SOE报文1
串补保护显示当前MOV能量为47500kJ，串补保护可靠不动，保护动作正确；
当施加电流时间为1.05×65 = 68.25ms时，串补保护产生的SOE报文为表4所示：
表4 串补保护SOE报文2
串补保护显示当前MOV能量为52500kJ，结果表明保护动作正确。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (5)
1.一种用于串补MOV非电量保护的定值计算方法，其特征在于采用拟合曲线数学解析式对MOV电压/电流典型值进行描述，所述拟合曲线为数学解析式三次多项式y=a0+a1x+a2x2+a3x3， 其中a0、a1、a2……an为多项式的系数，其特征在于，还包括通过所述拟合曲线结合串补保护能量定值或温度定值，计算出串补MOV非电量保护校验时应该施加激励量数值。
2.根据权利要求1所述的定值计算方法，其特征在于，所述三次多项式y=a0+a1x+a2x2+a3x3中的x=lgI，y=lgU，其中I为MOV电压/电流典型值中的电流，U为MOV电压/电流典型值中的电压。
3.根据权利要求1所述的定值计算方法，其特征在于，所述MOV电压/电流典型值中U为MOV设备中的电压典型值数值，I为MOV设备中的电流典型值数值。
4.根据权利要求1所述的定值计算方法，其特征在于，所述串补保护能量定值为当串补线路区外最严重故障情况下，MOV可以吸收的最大能量，所述温度定值为故障电流在MOV上的温度累积。
5.根据权利要求1所述的定值计算方法，其特征在于，串补保护校验时应该施加的激励量数值为交流电流，不能为直流电流。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010545066.4A CN111444638B (zh) | 2020-06-15 | 2020-06-15 | 一种串补mov非电量保护定值的校验方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010545066.4A CN111444638B (zh) | 2020-06-15 | 2020-06-15 | 一种串补mov非电量保护定值的校验方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111444638A true CN111444638A (zh) | 2020-07-24 |
| CN111444638B CN111444638B (zh) | 2021-02-12 |
Family
ID=71650366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010545066.4A Active CN111444638B (zh) | 2020-06-15 | 2020-06-15 | 一种串补mov非电量保护定值的校验方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111444638B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101158703A (zh) * | 2007-10-12 | 2008-04-09 | 四川电力试验研究院 | Mov温度保护装置的试验方法和mov温度保护装置试验仪 |
| US20090207034A1 (en) * | 2007-12-26 | 2009-08-20 | Audiovox Corporation | Home control protection system |
| CN103154751A (zh) * | 2010-10-01 | 2013-06-12 | 希尔莱特有限责任公司 | 用于测试架空电力传输线路的隔绝能力的系统和方法 |
| KR20170028535A (ko) * | 2015-09-04 | 2017-03-14 | 새빛테크(주) | 전원용 서지보호기의 건전성 평가장치 및 방법 |
| CN111090000A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-05-01 | 浙江天正电气股份有限公司 | 一种可实现剩余电流高精度测量的方法 |
-
2020
- 2020-06-15 CN CN202010545066.4A patent/CN111444638B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101158703A (zh) * | 2007-10-12 | 2008-04-09 | 四川电力试验研究院 | Mov温度保护装置的试验方法和mov温度保护装置试验仪 |
| US20090207034A1 (en) * | 2007-12-26 | 2009-08-20 | Audiovox Corporation | Home control protection system |
| CN103154751A (zh) * | 2010-10-01 | 2013-06-12 | 希尔莱特有限责任公司 | 用于测试架空电力传输线路的隔绝能力的系统和方法 |
| KR20170028535A (ko) * | 2015-09-04 | 2017-03-14 | 새빛테크(주) | 전원용 서지보호기의 건전성 평가장치 및 방법 |
| CN111090000A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-05-01 | 浙江天正电气股份有限公司 | 一种可实现剩余电流高精度测量的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111444638B (zh) | 2021-02-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Schmidt et al. | The distribution of relaxation times as basis for generalized time-domain models for Li-ion batteries | |
| CN103617816B (zh) | 反应堆堆芯功率分布的测量方法 | |
| US9563722B2 (en) | Sigma algebraic approximants as a diagnostic tool in power networks | |
| Caicedo et al. | Frequency domain modeling of nonlinear loads, considering harmonic interaction | |
| CN107248736B (zh) | 一种配电网线路正序参数的在线辨识方法 | |
| CN104407214A (zh) | 一种谐波源辨识方法 | |
| US20170025853A1 (en) | Thévenin equivalent based static contingency assessment | |
| US11169189B2 (en) | Systems and methods for operating generators based on generator steady state stability limits | |
| Kopse et al. | Applying a wide-area measurement system to validate the dynamic model of a part of European power system | |
| CN103699723A (zh) | 一种发电厂机组动力系统模型校核方法 | |
| CN110543717A (zh) | 一种gis设备温升特性仿真模型的构建方法及装置 | |
| Bagheri‐Vandaei et al. | Generalised extended‐frequency dynamic phasor model of LCC‐HVDC systems for electromagnetic transient simulations | |
| Sun et al. | Unbalanced source identification at the point of evaluation in the distribution power systems | |
| CN108764645A (zh) | 一种光伏发电站低电压穿越性能评估方法及系统 | |
| CN113162002B (zh) | 一种计及宽频测量环节的直流行波保护方法及系统 | |
| CN111444638B (zh) | 一种串补mov非电量保护定值的校验方法 | |
| CN117990979A (zh) | 适用于并网逆变器频率耦合导纳的高精度测量方法及系统 | |
| CN108233356B (zh) | 一种光伏逆变器控制器一致性评估方法及其评估平台 | |
| CN110098610B (zh) | 故障扰动下电力系统振荡主导模式的实时辨识方法及系统 | |
| Asprou et al. | The effect of instrument transformer accuracy class on the WLS state estimator accuracy | |
| CN107132500A (zh) | 一种同步相量测量单元在线校准方法与装置 | |
| CN116861740A (zh) | 一种变压器温度检测方法、装置、介质 | |
| Spasojević et al. | A new approach to the modelling of electric arc furnaces with representative voltage samples | |
| Oliveira et al. | Harmonic propagation analysis in electric energy distribution systems | |
| CN116014663A (zh) | 配网电流保护灵敏性分析方法及装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |