CN111751662A - 基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由方法，包括获取电气设备空载充电时的录波图，其上形成有电气设备高压侧三相电流波形、高压侧母线三相电压波形、零序电流波形、零序电压波形和保护动作开关量波形；若高压侧母线三相电压波形中不存在波形突变，则认定电气设备空载充电时不存在故障；不存在故障后，若保护动作开关量波形中出现波形突变，得到电气设备空载充电时存在保护动作跳闸，并结合电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形均形成为突起的尖状波形，判定保护动作跳闸的缘由是由励磁涌流引起的。实施本发明，无需数学计算，简单直观，且省时省力，能解决无法快速判断电气设备出现无故障情况下的跳闸现象的问题。

Description

基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由方法及系统

技术领域

本发明涉及继电保护技术领域，尤其涉及一种基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由方法及系统。

背景技术

分析电网故障时，需尽快了解故障前及故障时的全过程来判断事故类型。通过故障类型快速判断故障的严重性，也有利于分析和快速找故障点，加快电网快速恢复供电能力支撑依据。

电气设备(如变压器、输电线路等)送电前，需要空载充电。若在充电过程中，电气设备出现无故障情况下的跳闸现象，则容易误判电气设备存在的故障，并很难确定是否下一次充电，从而造成电网恢复供电延时，严重影响用户的供电可靠性。

经过长期的工程实践证明，电气设备无故障情况下的跳闸现象大多数是由励磁涌流导致的，而该励磁涌流是因电气设备上电流互感器的铁芯饱和缺陷而造成的。因此，励磁涌流的大小及其偏离时间轴的方向，与电气设备上电流互感器的铁芯材料、送电瞬间充电电压的相位以及电气设备剩磁的大小和方向等因素有关，使得电气设备出现无故障情况下的跳闸现象的分析原因相当复杂。

为了解决现场技术人员无法快速判断电气设备出现无故障情况下的跳闸现象的问题，发明人提出了一种基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由方法，无需数学计算，简单直观，且省时省力。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由方法，无需数学计算，简单直观，且省时省力，能解决现场技术人员无法快速判断电气设备出现无故障情况下的跳闸现象的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由方法，所述方法包括以下步骤：

获取电气设备空载充电时的录波图，所述电气设备空载充电时的录波图上形成有电气设备高压侧三相电流波形、高压侧母线三相电压波形、零序电流波形、零序电压波形和保护动作开关量波形；

若所述高压侧母线三相电压波形中不存在波形突变，则认定电气设备空载充电时不存在故障；

待认定所述电气设备空载充电时不存在故障后，若所述保护动作开关量波形中出现波形突变，得到电气设备空载充电时存在保护动作跳闸，并结合所述电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形均形成为突起的尖状波形，判定电气设备空载充电时保护动作跳闸的缘由是由励磁涌流引起的。

其中，所述电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形成尖状波形的时间早于所述保护动作开关量波形中波形突变时间。

其中，所述电气设备高压侧三相电流波形中同相电流波形上形成的所有尖状波形突起朝向相同，不同相电流波形上形成的尖状波形突起朝向相同或相异。

其中，每一尖状波形的幅值均自起始时刻起随时间增加而逐渐减少。

其中，所述方法进一步包括：

在所述电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形均形成为突起的尖状波形后，所述零序电流波形中出现波形，且所述零序电流波形的出现是由所述电气设备高压侧三相电流波形中三相电流不平衡引起的。

其中，所述电气设备空载充电时保护动作跳闸是由所述电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形所形成的尖状波形的幅值超过预设保护电流阀值所引起的。

本发明实施例还提供了一种基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由系统，包括：

电气设备充电录波图获取单元，用于获取电气设备空载充电时的录波图，所述电气设备空载充电时的录波图上形成有电气设备高压侧三相电流波形、高压侧母线三相电压波形、零序电流波形、零序电压波形和保护动作开关量波形；

故障检测单元，用于若所述高压侧母线三相电压波形中不存在波形突变，则认定电气设备空载充电时不存在故障；

动作跳闸缘由判定单元，用于待认定所述电气设备空载充电时不存在故障后，若所述保护动作开关量波形中出现波形突变，得到电气设备空载充电时存在保护动作跳闸，并结合所述电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形均形成为突起的尖状波形，判定电气设备空载充电时保护动作跳闸的缘由是由励磁涌流引起的。

其中，所述电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形成尖状波形的时间早于所述保护动作开关量波形中波形突变时间。

其中，所述电气设备高压侧三相电流波形中同相电流波形上形成的所有尖状波形突起朝向相同，不同相电流波形上形成的尖状波形突起朝向相同或相异。

其中，还包括：零序电流判定单元；其中，

所述零序电流判定单元，用于在所述电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形均形成为突起的尖状波形后，所述零序电流波形中出现波形，且所述零序电流波形的出现是由所述电气设备高压侧三相电流波形中三相电流不平衡引起的。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明通过识别电气设备空载充电时的录波图中高压侧母线三相电压波形中是否存在波形突变来检测电气设备空载充电时故障是否存在，并在电气设备空载充电时故障不存在时，通过识别保护动作开关量波形中出现波形突变所得到的电气设备空载充电时存在保护动作跳闸的现象，并结合电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形为尖状波形，判定保护动作跳闸的缘由是由励磁涌流引起的而不是故障引起的，整个过程无需数学计算，简单直观，且省时省力，能解决现场技术人员无法快速判断电气设备出现无故障情况下的跳闸现象的问题。

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，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明实施例提供的一种基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由方法的应用场景中电气设备空载充电时的录波图；

图3为本发明实施例提供的一种基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1所示，为本发明实施例中，提供的一种基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S1、获取电气设备空载充电时的录波图，所述电气设备空载充电时的录波图上形成有电气设备高压侧三相电流波形、高压侧母线三相电压波形、零序电流波形、零序电压波形和保护动作开关量波形；

步骤S2、若所述高压侧母线三相电压波形中不存在波形突变，则认定电气设备空载充电时不存在故障；

步骤S3、待认定所述电气设备空载充电时不存在故障后，若所述保护动作开关量波形中出现波形突变，得到电气设备空载充电时存在保护动作跳闸，并结合所述电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形均形成为突起的尖状波形，判定电气设备空载充电时保护动作跳闸的缘由是由励磁涌流引起的。

具体过程为，在步骤S1中，通过录波器采集电气设备空载充电时的录波图并导入计算机设备中，使得计算机设备能随时调取各种电气设备空载充电时的录波图；其中，该电气设备空载充电时的录波图上包括但不限于电气设备高压侧三相电流波形(如电气设备220kV高压侧三相电流波形)、高压侧母线三相电压波形(如220kV高压侧母线三相电压波形)、零序电流波形、零序电压波形和保护动作(如差动保护动作)开关量波形等。

在步骤S2中，根据电气设备高压侧三相电流波形、高压侧母线三相电压波形的幅值变化来判定各相波形是否存在突变；如，某一相电流波形幅值在某一段时间内突然增大，即电流曲线上波峰或波谷的位置超出原有曲线的波峰或波谷，则认定该相电流波形存在突变；又如，某一相电压波形幅值在某一段时间内突然减少，即电压曲线上波峰或波谷的位置落后原有曲线的波峰或波谷，则认定该相电压波形存在突变。

若高压侧母线三相电压波形中不存在波形突变，则认定电气设备空载充电时不存在故障。

在步骤S3中，待认定电气设备空载充电时不存在故障后，计算机设备对电气设备空载充电时的录波图上的保护动作开关量波形进行识别，识别出保护动作开关量波形出现波形突变，则认定电气设备空载充电时已启动保护动作跳闸，然后再对电气设备高压侧三相电流波形进行识别，若电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形均形成为突起的尖状波形，则认定保护动作跳闸的缘由是由励磁涌流引起的，整个过程无需数学计算，简单直观，且省时省力。可以理解的是，通过人工也可以肉眼直接对电气设备空载充电时的录波图进行识别，直观的判断出电气设备空载充电时保护动作跳闸的缘由，整个过程也无需数学计算，简单直观，且省时省力。

在本发明实施例中，电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形成尖状波形的时间早于保护动作开关量波形中波形突变时间，如电气设备高压侧A相、B相、C相电流幅值突变的1至2尖波之后，保护动作出口开关量突变，主要是因为电气设备进行充电过程中均会差动保护动作，差动保护出口不需要电压作闭锁条件，且差动保护动作(即电气设备空载充电时保护动作跳闸)的条件是因为电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形所形成的尖状波形的幅值超过预设保护电流阀值所引起的。

应当说明的是，电气设备高压侧三相电流波形中同相电流波形上形成的所有尖状波形突起朝向相同，不同相电流波形上形成的尖状波形突起朝向相同或相异。其中，每一尖状波形的幅值均自起始时刻起随时间增加而逐渐减少。

例如，电气设备高压侧A相电流幅值突变，并仅偏向轴上一侧尖波(高次谐波或二次谐波分量)规律性逐渐衰减，不属于正弦波；电气设备高压侧B相和C相电流幅值突变，并仅偏向轴下一侧尖波(高次谐波或二次谐波分量)规律性逐渐衰减，不属于正弦波；又如，电气设备高压侧A相、B相和C相电流幅值均突变，并均偏向轴上一侧尖波(高次谐波或二次谐波分量)规律性逐渐衰减，不属于正弦波。

更进一步的，从电气设备空载充电时的录波图中可以看出，在电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形均形成为突起的尖状波形后，零序电流波形中出现波形，且零序电流波形的出现是由电气设备高压侧三相电流波形中三相电流不平衡引起的。

如图2所示，对本发明实施例中提供的一种基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由方法的应用场景做进一步说明：

该电气设备空载充电时的录波图包括电气设备高压侧三相电流波形(如图2中标识的A相电流、B相电流、C相电流)、高压侧母线三相电压波形(如图2中标识的A相电压、B相电压、C相电源)、零序电流波形(如图2中标识的3I0)、零序电压波形(如图2中标识的3U0)和保护动作开关量波形(如图2中标识的保护动作)。同时，为了读取方便，该电气设备空载充电时的录波图上标注有时间标度，电压标度和电流标度，并在电气设备空载充电时的录波图上以相应的标度计量单位的方式显示。

首先，从电气设备空载充电时的录波图分析到，该电气设备所在高压侧母线三相电压波形不存在电压幅值突变，因此不具备电气发生任意类型故障现象；进一步的，零序电压3U0波形不存在电压幅值突变(基本上没有波形)，因此不具备电气接地故障现象；

其次，从电气设备空载充电时的录波图分析到，电气设备高压侧三相电流波形中A相电流幅值突变，并仅偏向轴上一侧尖波(高次谐波或二次谐波分量)规律性逐渐衰减，B相和C相电流幅值突变，并仅偏向轴下一侧尖波(高次谐波或二次谐波分量)规律性逐渐衰减，同时A相、B相、C相电流幅值突变的1至2尖波之后，保护动作出口开关量突变，主要是因为电气设备进行充电过程中均会差动保护动作，差动保护出口不需要电压作闭锁条件，且是因为尖波的幅值超过预设保护电流阀值引起差动保护动作跳闸；

最后，零序电流3I0波形中出现波形，是由电气设备高压侧三相电流波形中A相、B相、C相电流电流不平衡引起的。

如图3所示，为本发明实施例中，提供的一种基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由系统，包括：

电气设备充电录波图获取单元110，用于获取电气设备空载充电时的录波图，所述电气设备空载充电时的录波图上形成有电气设备高压侧三相电流波形、高压侧母线三相电压波形、零序电流波形、零序电压波形和保护动作开关量波形；

故障检测单元120，用于若所述高压侧母线三相电压波形中不存在波形突变，则认定电气设备空载充电时不存在故障；

动作跳闸缘由判定单元130，用于待认定所述电气设备空载充电时不存在故障后，若所述保护动作开关量波形中出现波形突变，得到电气设备空载充电时存在保护动作跳闸，并结合所述电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形均形成为突起的尖状波形，判定电气设备空载充电时保护动作跳闸的缘由是由励磁涌流引起的。

其中，所述电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形成尖状波形的时间早于所述保护动作开关量波形中波形突变时间。

其中，所述电气设备高压侧三相电流波形中同相电流波形上形成的所有尖状波形突起朝向相同，不同相电流波形上形成的尖状波形突起朝向相同或相异。

其中，还包括：零序电流判定单元140；其中，

所述零序电流判定单元，用于在所述电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形均形成为突起的尖状波形后，所述零序电流波形中出现波形，且所述零序电流波形的出现是由所述电气设备高压侧三相电流波形中三相电流不平衡引起的。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明通过识别电气设备空载充电时的录波图中高压侧母线三相电压波形中是否存在波形突变来检测电气设备空载充电时故障是否存在，并在电气设备空载充电时故障不存在时，通过识别保护动作开关量波形中出现波形突变所得到的电气设备空载充电时存在保护动作跳闸的现象，并结合电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形为尖状波形，判定保护动作跳闸的缘由是由励磁涌流引起的而不是故障引起的，整个过程无需数学计算，简单直观，且省时省力，能解决现场技术人员无法快速判断电气设备出现无故障情况下的跳闸现象的问题。

值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

获取电气设备空载充电时的录波图，所述电气设备空载充电时的录波图上形成有电气设备高压侧三相电流波形、高压侧母线三相电压波形、零序电流波形、零序电压波形和保护动作开关量波形；

若所述高压侧母线三相电压波形中不存在波形突变，则认定电气设备空载充电时不存在故障；

待认定所述电气设备空载充电时不存在故障后，若所述保护动作开关量波形中出现波形突变，得到电气设备空载充电时存在保护动作跳闸，并结合所述电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形均形成为突起的尖状波形，判定电气设备空载充电时保护动作跳闸的缘由是由励磁涌流引起的。

2.如权利要求1所述的基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由方法，其特征在于，所述电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形成尖状波形的时间早于所述保护动作开关量波形中波形突变时间。

3.如权利要求2所述的基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由方法，其特征在于，所述电气设备高压侧三相电流波形中同相电流波形上形成的所有尖状波形突起朝向相同，不同相电流波形上形成的尖状波形突起朝向相同或相异。

4.如权利要求1所述的基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由方法，其特征在于，每一尖状波形的幅值均自起始时刻起随时间增加而逐渐减少。

5.如权利要求1所述的基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

在所述电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形均形成为突起的尖状波形后，所述零序电流波形中出现波形，且所述零序电流波形的出现是由所述电气设备高压侧三相电流波形中三相电流不平衡引起的。

6.如权利要求1所述的基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由方法，其特征在于，所述电气设备空载充电时保护动作跳闸是由所述电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形所形成的尖状波形的幅值超过预设保护电流阀值所引起的。

7.一种基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由系统，其特征在于，包括：

电气设备充电录波图获取单元，用于获取电气设备空载充电时的录波图，所述电气设备空载充电时的录波图上形成有电气设备高压侧三相电流波形、高压侧母线三相电压波形、零序电流波形、零序电压波形和保护动作开关量波形；

故障检测单元，用于若所述高压侧母线三相电压波形中不存在波形突变，则认定电气设备空载充电时不存在故障；

动作跳闸缘由判定单元，用于待认定所述电气设备空载充电时不存在故障后，若所述保护动作开关量波形中出现波形突变，得到电气设备空载充电时存在保护动作跳闸，并结合所述电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形均形成为突起的尖状波形，判定电气设备空载充电时保护动作跳闸的缘由是由励磁涌流引起的。

8.如权利要求7所述的基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由系统，其特征在于，所述电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形成尖状波形的时间早于所述保护动作开关量波形中波形突变时间。

9.如权利要求8所述的基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由系统，其特征在于，所述电气设备高压侧三相电流波形中同相电流波形上形成的所有尖状波形突起朝向相同，不同相电流波形上形成的尖状波形突起朝向相同或相异。

10.如权利要求7所述的基于录波图判断电气设备充电保护动作缘由系统，其特征在于，还包括：零序电流判定单元；其中，

所述零序电流判定单元，用于在所述电气设备高压侧三相电流波形中各相电流波形均形成为突起的尖状波形后，所述零序电流波形中出现波形，且所述零序电流波形的出现是由所述电气设备高压侧三相电流波形中三相电流不平衡引起的。

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