CN112034398A - 一种变压器低压侧小区差差动制动曲线扫描方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变压器低压侧小区差差动制动曲线扫描方法，包括如下步骤：(1)将静态测试仪与变压器保护装置连接；(2)在静态测试仪中设置差动参数：变压器接线、有无校正、电流补偿系数、差动及制动方程；(3)在静态测试仪中将变压器特性曲线定义：设置差动动作门槛、曲线各段制动点及斜率；(4)在静态测试仪中添加故障点，测试相别三相差动；(5)控制变压器保护装置由正常态进入故障态，测试仪记录所有故障动作点，并生成差动制动曲线图。本发明实现了测试仪上自动扫描小区差差动制动曲线，提升了对于变压器小区差测试精度，节省了以前取点计算的工作，提升了测试效率。

Description

一种变压器低压侧小区差差动制动曲线扫描方法
技术领域
本发明涉及变压器保护技术领域，尤其是一种变压器低压侧小区差差动制动曲线扫描方法。
背景技术
500kV等级及以上的变压器保护，为了反映变压器内部低压侧绕组和低压侧绕组至低压侧外附CT短引线的故障，变压器保护设置由低压侧三角形两相绕组内部CT和一个反映两相绕组差电流的外附CT构成的差动保护，这就是低压侧小区差动保护。
目前由于低压侧小区差取的都是低压侧的绕组电流的特殊性，导致无法采用常用的纵差曲线扫描的方法。在验证低压侧小区差动时，只能采用独立取点的方法来单个验证，对于整个小区差的差动制动曲线来说，验证的点数非常有限，同时每个点都要花费一定量的计算，费时又费力，最后小区差的测试精度还无法保证。综上所述，提供一种如何扫描变压器低压侧小区差的差动制动曲线的办法十分有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种变压器低压侧小区差差动制动曲线扫描方法，实现了测试仪上自动扫描小区差差动制动曲线，提升了对于变压器小区差测试精度，节省了以前取点计算的工作，提升了测试效率。
为解决上述技术问题，本发明提供一种变压器低压侧小区差差动制动曲线扫描方法，包括如下步骤：
(1)将静态测试仪与变压器保护装置连接；
(2)在静态测试仪中设置差动参数：变压器接线、有无校正、电流补偿系数、差动及制动方程；
(3)在静态测试仪中将变压器特性曲线定义：设置差动动作门槛、曲线各段制动点及斜率；
(4)在静态测试仪中添加故障点，测试相别三相差动；
(5)控制变压器保护装置由正常态进入故障态，测试仪记录所有故障动作点，并生成差动制动曲线图。
优选的，步骤(1)中，将测试仪的Ia、Ib、Ic分别接到变压器保护低压侧电流Ila、Ilb、Ilc，测试仪In接到变压器保护的Ilan、Ilbn、Ilcn，将测试仪的Ix、Iy、Iz分别接到变压器保护的Ira、Irb、Irc，测试仪的In’接到变压器保护的Iran、Irbn、Ircn；将变压器保护的跳闸出口接入测试仪的开入节点，当变压器保护跳闸时，测试仪收到信号反馈，结束本次故障状态。
优选的，步骤(2)中，设置小区差动参数，具体设置如下：
(a)变压器接线方式选择双绕组变压器，Y/△-7接线；(b)保护内部相位校正方式Y侧校正，保护算法内部转角；(c)实验的绕组为高对低，其中高压侧实际接低压侧外附CT，低压侧实际接低压侧绕组CT；菜单中I1侧平衡系数KP1设置为1，I2侧平衡系数KP2设置为1.732；(d)差动和制动方程分别选Id＝|I'1+I'2|和Ir＝(|I'1|+1.155*|I'2|)/2。
优选的，步骤(3)中，设置小区差的差动制动曲线图，具体设置如下：
(a)测试软件菜单中，动作门槛为小区差的差动启动动作门槛，该界面都按电流真有效值整定，需要将定值门槛乘以低压侧差动额定电流Ie；
(b)按照小区差动原理，设置三段曲线，第一段斜率0，Ir终点为0.8Ie；第二段斜率0.5，Ir终点为3Ie；第三段斜率为0.7；
(c)设置差动曲线扫描允许精度，设置绝对误差在0.05。
优选的，步骤(4)中，添加曲线扫描的故障点，选择比率差动、边界扫描、二分法搜索方式，测试相别为三相差动；设置测试点区间以及间隔，从而控制故障点数，达到验证差动曲线的目的。
优选的，步骤(5)中，用昂立测试仪开始试验，装置由正常态进入故障态，当小区差差动动作，测试仪用二分法扫描，逼近小区差动制动曲线，当满足设置的绝对误差时，测试仪会在曲线上打点；测试仪会在所有添加故障点上重复此步骤，最后生成小区差的差动制动曲线图，测试结果一目了然。
本发明的有益效果为：本发明实现了测试仪上自动扫描小区差差动制动曲线，提升了对于变压器小区差测试精度，节省了以前取点计算的工作，提升了测试效率。
附图说明
图1为本发明小区差在测试仪中保护参数的设置示意图。
图2为本发明小区差在测试仪中预设差动制动曲线示意图。
图3为本发明小区差在测试仪中添加故障扫描点的示意图。
图4为本发明的方法流程示意图。
具体实施方式
如图4所示，一种变压器低压侧小区差差动制动曲线扫描方法，包括如下步骤：
(1)将静态测试仪与变压器保护装置连接；
(2)在静态测试仪中设置差动参数：变压器接线、有无校正、电流补偿系数、差动及制动方程；
(3)在静态测试仪中将变压器特性曲线定义：设置差动动作门槛、曲线各段制动点及斜率；
(4)在静态测试仪中添加故障点，测试相别三相差动；
(5)控制变压器保护装置由正常态进入故障态，测试仪记录所有故障动作点，并生成差动制动曲线图。
步骤(1)中，将测试仪的Ia、Ib、Ic分别接到变压器保护低压侧电流Ila、Ilb、Ilc，测试仪In接到变压器保护的Ilan、Ilbn、Ilcn，将测试仪的Ix、Iy、Iz分别接到变压器保护的Ira、Irb、Irc，测试仪的In’接到变压器保护的Iran、Irbn、Ircn。将变压器保护的跳闸出口接入测试仪的开入节点，当变压器保护跳闸时，测试仪可以收到信号反馈，结束本次故障状态。
步骤(2)中，如图1所示，在昂立测试仪的差动菜单中，设置相关保护参数，设置变压器为双绕组，Y/△-7，保护内部相位校正为Y侧校正，实验绕组为高→低。图中I1侧实际接线是变压器保护的低压侧电流端子，I2侧实际接线是变压器保护的低绕组电流端子。由本发明可知，差动和制动方程分别选Id＝|I'1+I'2|和Ir＝(|I'1|+1.155*|I'2|)/2。
I1侧的电流补偿为
Figure BDA0002654628930000031
即KP1＝1；I2侧的电流补偿为
Figure BDA0002654628930000032
即KP2＝1.732。
步骤(3)中，如图2所示，图示中假设低压侧额定电流Ile为1A，预添加小区差的差动制动曲线。按照小区差的原理，差动动作门槛为保护定值差动启动定值0.5*Ile＝0.5A，曲线第一段门槛Ir终点为0.8Ile＝0.8A，斜率Kx1＝0；第二段曲线终点为3Ile＝3A，斜率Kx2＝0.5；第三段曲线斜率为Kx3＝0.7。同时此界面可以设置电流允许误差，可以取相对误差或者绝对误差，有效的保证了测试的精度，比传统手动计算测试效率高的多。
步骤(4)中，如图3所示，测试项目中添加大致20个故障点，测试项别为三相差动，扫描方式为边界测试及二分法搜索，使用自动测试，大大提高了测试效率，节省人力。
步骤(5)中，变压器保护由正常进入故障态测试，昂立测试仪再预先添加的故障点附近通过边界测试及二分法的方式测试小区差动保护，当保护动作跳闸出口，测试仪收到跳闸反馈信号后，在同一个故障点通过二分法找到精度最高的动作点，并以红色标记，最后测试结束后生成小区差的差动制动曲线图。
实验建立在三相差动的基础上，单相差动的测试不作考虑。
本发明用纵差菜单扫描小区差差动，其中存在几点转换，下面详细说明：
步骤(1)菜单中高压侧电流实际接变压器保护的低压侧电流，菜单中的低压侧电流实际接变压器保护的低绕组电流。
步骤(2)中的保护参数中，接线方式选择Y/△-7的原因如下：
500KV及以上变压器的接线方式固定为Y/Y/△-11，测试前做一组小区差差流为零的平衡电流，记录低压侧电流和低压侧绕组电流分别为Ila＝1A∠0°、Ilb＝1A∠-120°、Ilc＝1A∠120°、Ira＝0.5774A∠330°、Irb＝0.5774A∠210°、Irc＝0.5774A∠90°。
如果变压器Y/Y/△-1接线，高压侧电流和低压侧电流上加三相电流，当纵差差流为零的平衡电流，记录分别为Iha＝1A∠0°、Ihb＝1A∠-120°、Ihc＝1A∠120°、Ila＝0.5774A∠150°、Ilb＝0.5774A∠30°、Ilc＝0.5774A∠270°。
从上面两组数据中可以看出，跟纵差相比，低压侧绕组电流需要在Y/△-1的基础上增加转角180°才可以达到平衡状态,1个钟点为30度，所以选择Y/△-7接线。所以用纵差菜单扫描时，可以设置双绕组变压，选择Y/△-7，外部接线则将变压器保护的低压侧三相电流和低压绕组三相电流分别接到测试仪Ia、Ib、Ic、Ix、Iy、Iz两组电流上。
步骤(2)中使用的差动及制动方程原理如下：
本发明以纵差保护差动制动曲线扫描为基础，对比纵差保护的计算公式和小区差保护的计算公式：
纵差差动及制动方程：
Figure BDA0002654628930000041
为测量到的各侧电流的二次矢量值；
Figure BDA0002654628930000042
为经折算和转角后的各侧线电流矢量值；
ki为变压器高、中、低侧的平衡系数(kh，km，kl)。
差动电流：
Figure BDA0002654628930000051
制动电流：
Figure BDA0002654628930000052
小区差动的差动制动方程：
低压侧小区差动采用相电流计算，不需要作移相处理，电流互感器各侧的极性都以母线侧为极性端。
Figure BDA0002654628930000053
Figure BDA0002654628930000054
为折算后的低压侧套管CT相电流矢量值。
差动电流：
Figure BDA0002654628930000055
Figure BDA0002654628930000056
Figure BDA0002654628930000057
制动电流：
Figure BDA0002654628930000058
Figure BDA0002654628930000061
Figure BDA0002654628930000062
Figure BDA0002654628930000063
为折算后的低压侧外附CT相电流矢量值。
上述公式中，纵差差动方程在测试仪菜单中被简化写为Id＝|I'1+I'2|，而纵差制动方程简化为Ir＝(|I'1|+|I'2|)/2。从小区差的实际计算公式中可以看到，在三相差动时，
Figure BDA0002654628930000064
可以改写为
Figure BDA0002654628930000065
可以改写为
Figure BDA0002654628930000066
若
Figure BDA0002654628930000067
那么小区差方程都可简化为Id＝|I'1+I'2|和Ir＝(|I'1|+1.155*|I'2|)/2。
步骤(2)中的平衡电流补偿系数也存在转换，原本低压侧小区差动各侧平衡系数只和CT变比有关：
低压侧外附CT平衡系数：
Figure BDA0002654628930000068
低压侧套管CT平衡系数：
Figure BDA0002654628930000069
nl、nr分别为低压侧外附CT和低压侧套管CT的CT变比，计算差流时各侧电流均折算至低压侧外附CT，本发明中将nl和nr设置为相同，所以Kr'＝1。
低压侧外附CT的补偿系数
Figure BDA0002654628930000071
和低压侧绕组的补偿系数
Figure BDA0002654628930000072
由于小区差动方程的转换，低压侧绕组存在
Figure BDA0002654628930000073
的转换，且本发明中规定将nl和nr设置为相同，所以低压侧绕组的补偿系数实际为
Figure BDA0002654628930000074
所以步骤(2)中将低压侧外附的电流补偿系数KP1设置为1，低绕组的电流补偿系数KP2设置为1.732。
通过以上转换，用纵差菜单扫描小区差的差动制动扫描曲线的关键保护参数就确定了。
再通过后续与纵差扫描相同的步骤(3)、(4)、(5)，就可以方便快捷的把小区差的差动制动曲线扫描出来，大大提高了测试效率。

Claims (6)

1.一种变压器低压侧小区差差动制动曲线扫描方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将静态测试仪与变压器保护装置连接；
(2)在静态测试仪中设置差动参数：变压器接线、有无校正、电流补偿系数、差动及制动方程；
(3)在静态测试仪中将变压器特性曲线定义：设置差动动作门槛、曲线各段制动点及斜率；
(4)在静态测试仪中添加故障点，测试相别三相差动；
(5)控制变压器保护装置由正常态进入故障态，测试仪记录所有故障动作点，并生成差动制动曲线图。
2.如权利要求1所述的变压器低压侧小区差差动制动曲线扫描方法，其特征在于，步骤(1)中，将测试仪的Ia、Ib、Ic分别接到变压器保护低压侧电流Ila、Ilb、Ilc，测试仪In接到变压器保护的Ilan、Ilbn、Ilcn，将测试仪的Ix、Iy、Iz分别接到变压器保护的Ira、Irb、Irc，测试仪的In’接到变压器保护的Iran、Irbn、Ircn；将变压器保护的跳闸出口接入测试仪的开入节点，当变压器保护跳闸时，测试仪收到信号反馈，结束本次故障状态。
3.如权利要求1所述的变压器低压侧小区差差动制动曲线扫描方法，其特征在于，步骤(2)中，设置小区差动参数，具体设置如下：
(a)变压器接线方式选择双绕组变压器，Y/△-7接线；(b)保护内部相位校正方式Y侧校正，保护算法内部转角；(c)实验的绕组为高对低，其中高压侧实际接低压侧外附CT，低压侧实际接低压侧绕组CT；菜单中I1侧平衡系数KP1设置为1，I2侧平衡系数KP2设置为1.732；(d)差动和制动方程分别选Id＝|I'1+I'2|和Ir＝(|I'1|+1.155*|I'2|)/2。
4.如权利要求1所述的变压器低压侧小区差差动制动曲线扫描方法，其特征在于，步骤(3)中，设置小区差的差动制动曲线图，具体设置如下：
(a)测试软件菜单中，动作门槛为小区差的差动启动动作门槛，该界面都按电流真有效值整定，需要将定值门槛乘以低压侧差动额定电流Ie；
(b)按照小区差动原理，设置三段曲线，第一段斜率0，Ir终点为0.8Ie；第二段斜率0.5，Ir终点为3Ie；第三段斜率为0.7；
(c)设置差动曲线扫描允许精度，设置绝对误差在0.05。
5.如权利要求1所述的变压器低压侧小区差差动制动曲线扫描方法，其特征在于，步骤(4)中，添加曲线扫描的故障点，选择比率差动、边界扫描、二分法搜索方式，测试相别为三相差动；设置测试点区间以及间隔，从而控制故障点数。
6.如权利要求1所述的变压器低压侧小区差差动制动曲线扫描方法，其特征在于，步骤(5)中，用测试仪开始试验，装置由正常态进入故障态，当小区差差动动作，测试仪用二分法扫描，逼近小区差动制动曲线，当满足设置的绝对误差时，测试仪会在曲线上打点；测试仪会在所有添加故障点上重复此步骤，最后生成小区差的差动制动曲线图。
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