CN112398093A - 差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护方法和装置 - Google Patents

差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护方法和装置 Download PDF

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CN112398093A CN202010967138.4A CN202010967138A CN112398093A CN 112398093 A CN112398093 A CN 112398093A CN 202010967138 A CN202010967138 A CN 202010967138A CN 112398093 A CN112398093 A CN 112398093A
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    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/04Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for transformers
    • H02H7/045Differential protection of transformers

Abstract

本发明公开了一种差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护方法和装置,通过串联变压器网侧绕组两侧电压互感器的二次电压判别电压互感器是否断线;若其中一个断线,则发出告警,停止计算差动保护动作门槛值;若两侧电压互感器均未断线,计算串联变压器网侧绕组电压标幺值的浮动门槛值,根据浮动门槛值计算差动保护动作门槛值;响应于差动保护动作门槛值抬高判据,抬高差动保护动作门槛值;根据串联变压器网侧和阀侧电流计算差动保护差动电流和制动电流,响应于差动电流和制动电流满足动作方程,差动保护动作。本发明通过网侧绕组电压浮动门槛自适应调整差动保护动作门槛值,提高了差动保护反映串联变压器匝间故障的灵敏度。

Description

差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护方法和装置
技术领域
本发明涉及电力系统继电保护技术领域,具体涉及一种差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护方法和装置。
背景技术
统一潮流控制器(UPFC)作为功能最为全面的新一代混合型柔性交流输电设备,通过对交流输电线路的电压、阻抗和相角等参数进行实时精确控制,既能实现线路潮流的精确控制,优化系统潮流控制方式,又能调节无功功率,提高电压稳定性,同时还可以增强系统阻尼,提高系统稳定性。
如图1所示,串联变压器是换流器和电网系统交换功率的节点,其网侧绕组直接串联接在线路中,主要功能包括:实现UPFC系统和交流系统的电气隔离;限制系统短路电流,保护换流阀。串联变压器和普通变压器相比,具有如下特点:串联变压器额定电压低,容量小;串联变压器工作磁密低,具有抗短时过电压和过激磁的能力;串联变压器绝缘水平要求较高,整体结构需要特殊的绝缘设计;串联变压器网侧绕组会流过较大的短路电流,绕组抗短路能力要求高。
串联变压器差动保护基于网侧和阀侧绕组的磁势平衡原理,由网侧绕组电流和阀侧绕组电流构成,当经过额定电流标幺计算后的网侧和阀侧电流相量和(差流)大于差动动作门槛且满足差动比率制动特性时,差动保护动作出口,从系统中隔离串联变压器。由于UPFC系统工作时会调节网侧绕组电压大小,通常情况下,网侧绕组电压小于额定电压,绕组匝间特别是小匝间短路时差流大小主要由网侧绕组电压、系统短路阻抗和线路阻抗决定,网侧绕组电压低于额定电压时,差流较小,差动保护灵敏度不足。
发明内容
为解决现有技术中的不足,本发明提供一种差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护方法和装置,解决了差动动作门槛不能自适应调整导致匝间短路故障差动保护灵敏度不足的问题。
为了实现上述目标,本发明采用如下技术方案:一种差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护方法,包括:
通过串联变压器网侧绕组两侧电压互感器的二次电压判别电压互感器是否断线;若其中一个断线,则发出告警,停止计算差动保护动作门槛值;若两侧电压互感器均未断线,计算串联变压器网侧绕组电压标幺值的浮动门槛值,根据浮动门槛值计算差动保护动作门槛值;
响应于差动保护动作门槛值抬高判据,抬高差动保护动作门槛值;
根据串联变压器网侧和阀侧电流计算差动保护差动电流和制动电流,响应于差动电流和制动电流满足动作方程,差动保护动作。
进一步的,电压互感器是否断线判据为:
Figure BDA0002682756310000021
其中,U1为电压互感器二次电压的正序电压,U2为电压互感器二次电压的负序电压。
进一步的,所述若两侧电压互感器均未断线,计算串联变压器网侧绕组电压标幺值的浮动门槛值,根据浮动门槛值计算差动保护动作门槛值,包括:
1)计算串联变压器网侧绕组电压Uturn为:
Figure BDA0002682756310000022
Figure BDA0002682756310000023
分别为:网侧绕组两侧电压互感器二次电压相量;
2)计算串联变压器网侧绕组电压标幺值
Figure BDA0002682756310000024
为:
Figure BDA0002682756310000025
Uw-turn为串联变压器网侧额定电压;
3)计算网侧绕组电压标幺值的浮动门槛值
Figure BDA0002682756310000031
Figure BDA0002682756310000032
Figure BDA0002682756310000033
其中,C1、C′1分别为设定的网侧绕组电压增大时的系数,C1+C′1=1,C2、C'2分别为设定的网侧绕组电压减小时的系数,C2+C′2=1;
Figure BDA0002682756310000034
为当前需要计算的浮动门槛值
Figure BDA0002682756310000035
为上一次计算的浮动门槛值;
Figure BDA0002682756310000036
为当前计算的网侧绕组电压标幺值
Figure BDA0002682756310000037
4)基于网侧绕组电压标幺值的浮动门槛计算差动保护动作门槛值Id0
Id0=λ+U* turn-th*Id0-gdmk
其中,λ为设定的常量;Id0-gdmk为差流固定门槛值。
进一步的,差动保护动作门槛值抬高判据为:
Figure BDA0002682756310000038
其中,U1为串联变压器网侧绕组两侧中的一侧电压互感器二次电压的正序电压,U2为串联变压器网侧绕组两侧中的一侧电压互感器二次电压的负序电压,两侧电压互感器均要进行正序电压和负序电压的判别,任一侧电压互感器满足正序电压和负序电压判据即可,U1set为设定的故障识别正序电压门槛值,U2set为设定的故障识别负序电压门槛值,ΔId为差动电流突变量;ΔIres为制动电流突变量;k为设定的差动电流突变量和制动电流突变量比值的门槛值,ΔIres_set为设定的制动电流突变量门槛值。
进一步的,所述抬高差动保护动作门槛值为将网侧绕组电压标幺值浮动门槛值
Figure BDA0002682756310000039
置为1。
进一步的,所述差动保护差动电流和制动电流计算方法为:
差动保护差动电流Id为:
Figure BDA00026827563100000310
制动电流Ires为:
Figure BDA0002682756310000041
其中,
Figure BDA0002682756310000042
为串联变压器网侧电流相量标幺值,
Figure BDA0002682756310000043
为串联变压器阀侧电流相量标幺值;
其中,
Figure BDA0002682756310000044
Figure BDA0002682756310000045
It、Iv分别为:串联变压器网侧电流相量和阀侧电流相量;I2e_t、I2e_v分别为:串联变压器网侧二次额定电流和阀侧二次额定电流。
进一步的,串联变压器网侧和阀侧二次额定电流,计算公式如下:
Figure BDA0002682756310000046
其中,S为串联变压器额定容量,U为串联变压器网侧或阀侧额定电压,nLH为串联变压器网侧或阀侧电流互感器变比,I2e为网侧或阀侧二次额定电流。
进一步的,所述差动保护动作方程为:
Figure BDA0002682756310000047
其中:Id0为差动保护动作门槛值,Id为差动电流,Ires为差动保护制动电流,Kr1为设定的第一段差动制动系数,Kr2为设定的第二段差动制动系数,Ires_1为设定的第一段差动保护制动电流初值,Ires_2为设定的第二段差动保护制动电流初值。
一种差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护装置,包括:
差动保护动作门槛值计算模块,用于通过串联变压器网侧绕组两侧电压互感器的二次电压判别电压互感器是否断线;若其中一个断线,则发出告警,停止计算差动保护动作门槛值;若两侧电压互感器均未断线,计算串联变压器网侧绕组电压标幺值的浮动门槛值,根据浮动门槛值计算差动保护动作门槛值;
差动保护动作门槛值抬高模块,响应于差动保护动作门槛值抬高判据,抬高差动保护动作门槛值;
差动保护动作模块,用于根据串联变压器网侧和阀侧电流计算差动保护差动电流和制动电流,响应于差动电流和制动电流满足动作方程,差动保护动作。
进一步的,所述若两侧电压互感器均未断线,计算串联变压器网侧绕组电压标幺值的浮动门槛值,根据浮动门槛值计算差动保护动作门槛值,包括:
1)计算串联变压器网侧绕组电压Uturn为:
Figure BDA0002682756310000051
Figure BDA0002682756310000052
分别为:网侧绕组两侧电压互感器二次电压相量;
2)计算串联变压器网侧绕组电压标幺值
Figure BDA0002682756310000053
为:
Figure BDA0002682756310000054
Uw-turn为串联变压器网侧额定电压;
3)计算网侧绕组电压标幺值的浮动门槛值
Figure BDA0002682756310000055
Figure BDA0002682756310000056
Figure BDA0002682756310000057
其中,C1、C′1分别为设定的网侧绕组电压增大时的系数,C1+C′1=1,C2、C'2分别为设定的网侧绕组电压减小时的系数,C2+C′2=1;
Figure BDA0002682756310000058
为当前需要计算的浮动门槛值
Figure BDA0002682756310000059
为上一次计算的浮动门槛值;
Figure BDA00026827563100000510
为当前计算的网侧绕组电压标幺值
Figure BDA00026827563100000511
4)基于网侧绕组电压标幺值的浮动门槛计算差动保护动作门槛值Id0
Id0=λ+U* turn-th*Id0-gdmk
其中,λ为设定的常量;Id0-gdmk为差流固定门槛值;
差动保护动作门槛值抬高判据为:
Figure BDA0002682756310000061
其中,U1为串联变压器网侧绕组两侧中的一侧电压互感器二次电压的正序电压,U2为串联变压器网侧绕组两侧中的一侧电压互感器二次电压的负序电压,两侧电压互感器均要进行正序电压和负序电压的判别,任一侧电压互感器满足正序电压和负序电压判据即可,U1set为设定的故障识别正序电压门槛值,U2set为设定的故障识别负序电压门槛值,ΔId为差动电流突变量;ΔIres为制动电流突变量;k为设定的差动电流突变量和制动电流突变量比值的门槛值,ΔIres_set为设定的制动电流突变量门槛值;
所述差动保护动作方程为:
Figure BDA0002682756310000062
其中:Id0为差动保护动作门槛值,Id为差动电流,Ires为差动保护制动电流,Kr1为设定的第一段差动制动系数,Kr2为设定的第二段差动制动系数,Ires_1为设定的第一段差动保护制动电流初值,Ires_2为设定的第二段差动保护制动电流初值。
本发明所达到的有益效果:
1、通过网侧绕组电压浮动门槛自适应调整差动保护动作门槛值,提高了差动保护反映串联变压器匝间故障的灵敏度;
2、采用网侧绕组电压的浮动门槛,当UPFC系统调整网侧绕组电压、UPFC系统故障或线路故障情况下网侧绕组电压快速变化时,差动保护动作门槛值不会快速大幅波动,保证了差动保护制动特性的稳定性;
3、快速识别串联变压器区外故障,抬高差动保护动作门槛值,防止串联变压器区外故障时差动保护误动,不影响区内故障时差动保护的快速性。
附图说明
图1是本发明的UPFC系统简图;
图2是本发明的差动保护动作特性图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明提出的差动保护方法可作为串联变压器的主保护,UPFC串联变压器各侧CT配置如图1所示,UPFC系统通常包括:换流器、与换流器分别连接的并联变压器和串联变压器,并联变压器通过进线开关QF5与电网线路连接,串联变压器设置有网侧旁路开关QF2,QF1为UPFC进线开关,QF3为UPFC出线开关,QF4为电网线路上的开关,TBS为阀侧快速晶闸管旁路开关,QF6为阀侧旁路开关,串联变压器包括阀侧绕组、网侧绕组、平衡绕组。本发明内容只涉及网侧和阀侧绕组。
串联变压器网侧绕组串接于线路中,串联变压器网侧绕组首端和末端分别设置有电流互感器CT1和电流互感器CT2,串联变压器阀侧绕组设置有阀侧电流互感器CT3,用于测量串联变压器阀侧电流;在串联变压器网侧绕组两侧的电网线路上设置有电压互感器PT1和PT2;TBS接于串联变压器阀侧绕组之间,用来在紧急工况下快速旁路串联侧换流器。
按规程要求,串联变压器必须双重化配置A套、B套串联变压器保护装置,网侧绕组首端电流互感器CT1、阀侧电流互感器CT3二次电流接入A套串联变压器保护装置,网侧绕组末端电流互感器CT2、阀侧电流互感器CT3二次电流接入B套串联变压器保护装置,网侧绕组两侧的电压互感器PT1、PT2二次电压均接入A、B套串联变压器保护装置。串联变压器差动保护由网侧绕组电流和阀侧绕组电流构成,按此方案配置的差动保护可以保护变压器本体、两侧绕组及引线之间的所有故障,不存在保护死区。
本发明的差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护方法均在A套串联变压器保护装置和B套串联变压器保护装置中实现,分别用对应的网侧绕组首端和末端电流互感器二次电流进行计算。
一种差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护方法,包括步骤:
步骤1,通过采集的网侧绕组两侧电压互感器的二次电压判别网侧绕组两侧电压互感器是否断线;若其中一个断线,则发出告警,停止计算差动保护动作门槛值,直接进入步骤2;若两侧电压互感器均未断线,通过两侧电压互感器的二次电压计算串联变压器网侧绕组电压标幺值的浮动门槛值,根据浮动门槛值计算差动保护动作门槛值。
电压互感器断线判据为:
Figure BDA0002682756310000081
其中,U1为电压互感器二次电压的正序电压,正序电压门槛值如设定为30V,U2为电压互感器二次电压的负序电压,负序电压门槛值如设定为8V。对每个电压互感器均进行上述判据判别;
计算差动保护动作门槛值具体过程包括:
1)计算串联变压器网侧绕组电压Uturn为:
Figure BDA0002682756310000082
Figure BDA0002682756310000083
分别为:网侧绕组两侧电压互感器PT1、PT2二次电压相量;
2)计算串联变压器网侧绕组电压标幺值
Figure BDA0002682756310000084
为:
Figure BDA0002682756310000085
Uw-turn为串联变压器网侧额定电压;
3)通过以下两个公式计算网侧绕组电压标幺值的浮动门槛值
Figure BDA0002682756310000091
Figure BDA0002682756310000092
Figure BDA0002682756310000093
其中,C1、C′1分别为设定的网侧绕组电压增大时的系数,C1+C′1=1,C1=1-e-γ1,C′1=e-γ1,C2、C'2分别为设定的网侧绕组电压减小时的系数,C2+C′2=1,C2=1-e-γ2,C′2=e-γ2。γ1为设定的第一指数系数,可取0.005,γ2为设定的第二指数系数,可取0.0025。
Figure BDA0002682756310000094
为当前计算的浮动门槛值,即所求的浮动门槛值
Figure BDA0002682756310000095
为上一次计算保存的浮动门槛值;
Figure BDA0002682756310000096
为当前计算的网侧绕组电压标幺值,即步骤2)中求得的
Figure BDA0002682756310000097
4)基于网侧绕组电压标幺值的浮动门槛计算差动保护动作门槛值Id0
Id0=λ+U* turn-th*Id0-gdmk
其中,λ为常量,可取0.02~0.1,该常量影响差动保护的灵敏度;Id0-gdmk为固定门槛值,可实测串联变压器网侧绕组工作在额定电压、额定电流时串联变压器保护装置的差动电流作为固定门槛值。
步骤2,判断是否满足差动保护动作门槛值抬高判据,若满足,置网侧绕组电压标幺值浮动门槛值为1,抬高差动保护动作门槛值;
差动保护动作门槛值抬高判据为:
Figure BDA0002682756310000098
其中,,U1为电压互感器PT1或PT2二次电压的正序电压,U2为电压互感器PT1或PT2二次电压的负序电压,两侧电压互感器均要进行正序电压和负序电压的判别,任一侧电压互感器满足正序电压和负序电压判据即可,U1set为设定的故障识别正序电压门槛值,U2set为设定的故障识别负序电压门槛值,ΔId为差动电流突变量;ΔIres为制动电流突变量;k为设定的差动电流突变量和制动电流突变量比值的门槛值,ΔIres_set为设定的制动电流突变量门槛值。
串联变压器区外故障时,PT1或PT2正序电压会变小且出现负序分量,差动保护制动电流Ires也会突变,但差流Id变化较小,利用差流突变量ΔId和制动电流突变量ΔIres的比值和PT1或PT2二次电压构成如上判据,该判据满足时将网侧绕组电压标幺值浮动门槛值置为1,抬高差动保护动作门槛值,防止区外故障时差动保护误动。
步骤3,根据串联变压器网侧和阀侧电流计算差动保护差动电流和制动电流,当差动电流和制动电流满足动作方程时,差动保护动作。
差动保护差动电流Id为:
Figure BDA0002682756310000101
制动电流Ires为:
Figure BDA0002682756310000102
其中,It *为网侧电流相量标幺值(A套串联变压器保护装置中计算时用网侧绕组首端电流互感器CT1的二次电流,B套串联变压器保护装置中计算时用网侧绕组末端电流互感器CT1的二次电流),Iv *为阀侧电流相量标幺值,
其中,
Figure BDA0002682756310000103
Figure BDA0002682756310000104
It、Iv分别为:串联变压器网侧电流相量和阀侧电流相量;I2e_t、I2e_v分别为:串联变压器网侧二次额定电流和阀侧二次额定电流。
串联变压器网侧和阀侧二次额定电流,计算公式如下:
Figure BDA0002682756310000105
其中,S为串联变压器额定容量,U为串联变压器网侧或阀侧额定电压,nLH为串联变压器网侧或阀侧电流互感器变比,I2e为网侧或阀侧二次额定电流。
串联变压器差动保护动作特性如图2所示,其中:Id0为差动保护动作门槛值,Id为差动电流,Ires为差动保护制动电流,Kr1为设定的第一段差动制动系数,Kr2为设定的第二段差动制动系数,Ires_1为设定的第一段差动保护制动电流初值,Ires_2为设定的第二段差动保护制动电流初值。
差动保护动作方程如下:
Figure BDA0002682756310000111
通过电压浮动门槛自适应调整差动保护动作门槛值,提高了差动保护反映串联变压器匝间故障的灵敏度;当UPFC系统调整网侧绕组电压、区内故障或线路故障情况下网侧绕组电压快速变化时,差动保护动作门槛值不会快速大幅波动,保证了差动保护制动特性的稳定性;快速识别串联变压器区外故障,抬高差动保护动作门槛值,防止区外故障时差动保护误动,不影响区内故障时差动保护的快速性。
实施例2:
一种差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护装置,包括:
差动保护动作门槛值计算模块,用于通过串联变压器网侧绕组两侧电压互感器的二次电压判别电压互感器是否断线;若其中一个断线,则发出告警,停止计算差动保护动作门槛值;若两侧电压互感器均未断线,计算串联变压器网侧绕组电压标幺值的浮动门槛值,根据浮动门槛值计算差动保护动作门槛值;
差动保护动作门槛值抬高模块,响应于差动保护动作门槛值抬高判据,抬高差动保护动作门槛值;
差动保护动作模块,用于根据串联变压器网侧和阀侧电流计算差动保护差动电流和制动电流,响应于差动电流和制动电流满足动作方程,差动保护动作。
进一步的,所述若两侧电压互感器均未断线,计算串联变压器网侧绕组电压标幺值的浮动门槛值,根据浮动门槛值计算差动保护动作门槛值,包括:
1)计算串联变压器网侧绕组电压Uturn为:
Figure BDA0002682756310000121
Figure BDA0002682756310000122
分别为:网侧绕组两侧电压互感器二次电压相量;
2)计算串联变压器网侧绕组电压标幺值
Figure BDA0002682756310000123
为:
Figure BDA0002682756310000124
Uw-turn为串联变压器网侧额定电压;
3)计算网侧绕组电压标幺值的浮动门槛值
Figure BDA0002682756310000125
Figure BDA0002682756310000126
Figure BDA0002682756310000127
其中,C1、C′1分别为设定的网侧绕组电压增大时的系数,C1+C′1=1,C2、C'2分别为设定的网侧绕组电压减小时的系数,C2+C′2=1;
Figure BDA0002682756310000128
为当前需要计算的浮动门槛值
Figure BDA0002682756310000129
为上一次计算的浮动门槛值;
Figure BDA00026827563100001210
为当前计算的网侧绕组电压标幺值
Figure BDA00026827563100001211
4)基于网侧绕组电压标幺值的浮动门槛计算差动保护动作门槛值Id0
Id0=λ+U* turn-th*Id0-gdmk
其中,λ为设定的常量;Id0-gdmk为差流固定门槛值;
差动保护动作门槛值抬高判据为:
Figure BDA00026827563100001212
其中,U1为串联变压器网侧绕组两侧中的一侧电压互感器二次电压的正序电压,U2为串联变压器网侧绕组两侧中的一侧电压互感器二次电压的负序电压,两侧电压互感器均要进行正序电压和负序电压的判别,任一侧电压互感器满足正序电压和负序电压判据即可,U1set为设定的故障识别正序电压门槛值,U2set为设定的故障识别负序电压门槛值,ΔId为差动电流突变量;ΔIres为制动电流突变量;k为设定的差动电流突变量和制动电流突变量比值的门槛值,ΔIres_set为设定的制动电流突变量门槛值;
所述差动保护动作方程为:
Figure BDA0002682756310000131
其中:Id0为差动保护动作门槛值,Id为差动电流,Ires为差动保护制动电流,Kr1为设定的第一段差动制动系数,Kr2为设定的第二段差动制动系数,Ires_1为设定的第一段差动保护制动电流初值,Ires_2为设定的第二段差动保护制动电流初值。
差动保护差动电流Id为:
Figure BDA0002682756310000132
制动电流Ires为:
Figure BDA0002682756310000133
其中,It *为网侧电流相量标幺值(A套串联变压器保护装置中计算时用网侧绕组首端电流互感器CT1的二次电流,B套串联变压器保护装置中计算时用网侧绕组末端电流互感器CT1的二次电流),Iv *为阀侧电流相量标幺值,
其中,
Figure BDA0002682756310000134
Figure BDA0002682756310000135
It、Iv分别为:串联变压器网侧电流相量和阀侧电流相量;I2e_t、I2e_v分别为:串联变压器网侧二次额定电流和阀侧二次额定电流;
串联变压器网侧和阀侧二次额定电流,计算公式如下:
Figure BDA0002682756310000141
其中,S为串联变压器额定容量,U为串联变压器网侧或阀侧额定电压,nLH为串联变压器网侧或阀侧电流互感器变比,I2e为网侧或阀侧二次额定电流。
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。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护方法,其特征在于:包括:通过串联变压器网侧绕组两侧电压互感器的二次电压判别电压互感器是否断线;若其中一个断线,则发出告警,停止计算差动保护动作门槛值;若两侧电压互感器均未断线,计算串联变压器网侧绕组电压标幺值的浮动门槛值,根据浮动门槛值计算差动保护动作门槛值;
响应于差动保护动作门槛值抬高判据,抬高差动保护动作门槛值;
根据串联变压器网侧和阀侧电流计算差动保护差动电流和制动电流,响应于差动电流和制动电流满足动作方程,差动保护动作。
2.根据权利要求1所述的一种差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护方法,其特征是:电压互感器是否断线判据为:
Figure FDA0002682756300000011
其中,U1为电压互感器二次电压的正序电压,U2为电压互感器二次电压的负序电压。
3.根据权利要求1所述的一种差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护方法,其特征是:所述若两侧电压互感器均未断线,计算串联变压器网侧绕组电压标幺值的浮动门槛值,根据浮动门槛值计算差动保护动作门槛值,包括:
1)计算串联变压器网侧绕组电压Uturn为:
Figure FDA0002682756300000012
Figure FDA0002682756300000013
分别为:网侧绕组两侧电压互感器二次电压相量;
2)计算串联变压器网侧绕组电压标幺值
Figure FDA0002682756300000014
为:
Figure FDA0002682756300000015
Uw-turn为串联变压器网侧额定电压;
3)计算网侧绕组电压标幺值的浮动门槛值
Figure FDA0002682756300000021
Figure FDA0002682756300000022
Figure FDA0002682756300000023
其中,C1、C′1分别为设定的网侧绕组电压增大时的系数,C1+C′1=1,C2、C′2分别为设定的网侧绕组电压减小时的系数,C2+C′2=1;
Figure FDA0002682756300000024
为当前需要计算的浮动门槛值
Figure FDA0002682756300000025
Figure FDA0002682756300000026
为上一次计算的浮动门槛值;
Figure FDA0002682756300000027
为当前计算的网侧绕组电压标幺值
Figure FDA0002682756300000028
4)基于网侧绕组电压标幺值的浮动门槛计算差动保护动作门槛值Id0
Id0=λ+U* turn-th*Id0-gdmk
其中,λ为设定的常量;Id0-gdmk为差流固定门槛值。
4.根据权利要求3所述的一种差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护方法,其特征是:差动保护动作门槛值抬高判据为:
Figure FDA0002682756300000029
其中,U1为串联变压器网侧绕组两侧中的一侧电压互感器二次电压的正序电压,U2为串联变压器网侧绕组两侧中的一侧电压互感器二次电压的负序电压,两侧电压互感器均要进行正序电压和负序电压的判别,任一侧电压互感器满足正序电压和负序电压判据即可,U1set为设定的故障识别正序电压门槛值,U2set为设定的故障识别负序电压门槛值,ΔId为差动电流突变量;ΔIres为制动电流突变量;k为设定的差动电流突变量和制动电流突变量比值的门槛值,ΔIres_set为设定的制动电流突变量门槛值。
5.根据权利要求4所述的一种差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护方法,其特征是:所述抬高差动保护动作门槛值为将网侧绕组电压标幺值浮动门槛值
Figure FDA0002682756300000031
置为1。
6.根据权利要求1所述的一种差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护方法,其特征是:所述差动保护差动电流和制动电流计算方法为:
差动保护差动电流Id为:
Figure FDA0002682756300000032
制动电流Ires为:
Figure FDA0002682756300000033
其中,
Figure FDA0002682756300000034
为串联变压器网侧电流相量标幺值,
Figure FDA0002682756300000035
为串联变压器阀侧电流相量标幺值;
其中,
Figure FDA0002682756300000036
Figure FDA0002682756300000037
It、Iv分别为:串联变压器网侧电流相量和阀侧电流相量;I2e_t、I2e_v分别为:串联变压器网侧二次额定电流和阀侧二次额定电流。
7.根据权利要求6所述的一种差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护方法,其特征是:串联变压器网侧和阀侧二次额定电流,计算公式如下:
Figure FDA0002682756300000038
其中,S为串联变压器额定容量,U为串联变压器网侧或阀侧额定电压,nLH为串联变压器网侧或阀侧电流互感器变比,I2e为网侧或阀侧二次额定电流。
8.根据权利要求6所述的一种差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护方法,其特征是:所述差动保护动作方程为:
Figure FDA0002682756300000039
其中:Id0为差动保护动作门槛值,Id为差动电流,Ires为差动保护制动电流,Kr1为设定的第一段差动制动系数,Kr2为设定的第二段差动制动系数,Ires_1为设定的第一段差动保护制动电流初值,Ires_2为设定的第二段差动保护制动电流初值。
9.一种差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护装置,其特征是:包括:
差动保护动作门槛值计算模块,用于通过串联变压器网侧绕组两侧电压互感器的二次电压判别电压互感器是否断线;若其中一个断线,则发出告警,停止计算差动保护动作门槛值;若两侧电压互感器均未断线,计算串联变压器网侧绕组电压标幺值的浮动门槛值,根据浮动门槛值计算差动保护动作门槛值;
差动保护动作门槛值抬高模块,响应于差动保护动作门槛值抬高判据,抬高差动保护动作门槛值;
差动保护动作模块,用于根据串联变压器网侧和阀侧电流计算差动保护差动电流和制动电流,响应于差动电流和制动电流满足动作方程,差动保护动作。
10.根据权利要求9所述的一种差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护装置,其特征是:所述若两侧电压互感器均未断线,计算串联变压器网侧绕组电压标幺值的浮动门槛值,根据浮动门槛值计算差动保护动作门槛值,包括:
1)计算串联变压器网侧绕组电压Uturn为:
Figure FDA0002682756300000041
Figure FDA0002682756300000042
分别为:网侧绕组两侧电压互感器二次电压相量;
2)计算串联变压器网侧绕组电压标幺值
Figure FDA0002682756300000043
为:
Figure FDA0002682756300000044
Uw-turn为串联变压器网侧额定电压;
3)计算网侧绕组电压标幺值的浮动门槛值
Figure FDA0002682756300000045
Figure FDA0002682756300000046
Figure FDA0002682756300000047
其中,C1、C′1分别为设定的网侧绕组电压增大时的系数,C1+C′1=1,C2、C′2分别为设定的网侧绕组电压减小时的系数,C2+C′2=1;
Figure FDA0002682756300000051
为当前需要计算的浮动门槛值
Figure FDA0002682756300000052
Figure FDA0002682756300000053
为上一次计算的浮动门槛值;
Figure FDA0002682756300000054
为当前计算的网侧绕组电压标幺值
Figure FDA0002682756300000055
4)基于网侧绕组电压标幺值的浮动门槛计算差动保护动作门槛值Id0
Id0=λ+U* turn-th*Id0-gdmk
其中,λ为设定的常量;Id0-gdmk为差流固定门槛值;
差动保护动作门槛值抬高判据为:
Figure FDA0002682756300000056
其中,U1为串联变压器网侧绕组两侧中的一侧电压互感器二次电压的正序电压,U2为串联变压器网侧绕组两侧中的一侧电压互感器二次电压的负序电压,两侧电压互感器均要进行正序电压和负序电压的判别,任一侧电压互感器满足正序电压和负序电压判据即可,U1set为设定的故障识别正序电压门槛值,U2set为设定的故障识别负序电压门槛值,ΔId为差动电流突变量;ΔIres为制动电流突变量;k为设定的差动电流突变量和制动电流突变量比值的门槛值,ΔIres_set为设定的制动电流突变量门槛值。
所述差动保护动作方程为:
Figure FDA0002682756300000057
其中:Id0为差动保护动作门槛值,Id为差动电流,Ires为差动保护制动电流,Kr1为设定的第一段差动制动系数,Kr2为设定的第二段差动制动系数,Ires_1为设定的第一段差动保护制动电流初值,Ires_2为设定的第二段差动保护制动电流初值。
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