CN112928741B - 基于换流变油压波动的分接开关重瓦斯保护闭锁方法 - Google Patents

基于换流变油压波动的分接开关重瓦斯保护闭锁方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于换流变油压波动的分接开关重瓦斯保护闭锁方法，具体包括以下步骤：S1：实时监测换流变本体内部油压变化，并判断瞬时油压p(t)与启动油压门槛pth的大小关系；S2：若瞬时油压p(t)不小于启动油压门槛pth，则分析该瞬时油压p(t)的频谱；S3：若该瞬时油压p(t)的主频为额定主频F，则闭锁分接开关重瓦斯保护功能，同时判断单位时间窗t内的油压峰值pmax与关闭压力pcl的大小关系；S4：若油压峰值pmax小于关闭压力pcl，则开放分接开关重瓦斯保护功能。本发明通过判断换流变外部短路故障引起油压波动特征对分接开关重瓦斯保护进行闭锁。本发明的实现与应用对于提高换流变安全运行水平具有重要的工程实用价值。

Description

基于换流变油压波动的分接开关重瓦斯保护闭锁方法
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种基于换流变油压波动的分接开关重瓦斯保护闭锁方法及系统。
背景技术
近年来，换流变分接开关瓦斯保护重瓦斯误动事故屡有发生，严重威胁电网安全稳定运行、导致严重经济损失。换流变发生外部短路或空载合闸过程中，巨大短路电动力将导致换流变绕组及分接开关内部结构受电磁力发生往复振动和形变，绕组及内部构件的晃动、位移势必在固-液相界面处产生一个与自身加速度相关的流场扰动。一旦外部短路故障引起绕组振动足够剧烈，极有可能导致油枕连接管处的油流速度达到甚至超过瓦斯保护动作门槛，引发保护误动跳闸。
业界为了避免瓦斯保护误动，常常采取瓦斯保护动作延时处理，有时甚至延时1000ms。显然，该方案的应用势必导致瓦斯保护在面对内部故障时失去保护作用。鉴于此，本发明提出一种基于换流变油压波动的分接开关重瓦斯保护闭锁方法，通过判断换流变外部短路故障引起油压波动特征，实现对分接开关重瓦斯保护的闭锁，避免重瓦斯保护在外部短路发生误动作。本发明的实现与应用对于提高换流变安全运行水平具有重要的工程实用价值。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种基于换流变油压波动的分接开关重瓦斯保护闭锁方法及系统。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种基于换流变油压波动的分接开关重瓦斯保护闭锁方法，具体包括以下步骤：
S1：实时监测换流变本体内部油压变化，并判断瞬时油压p(t)与启动油压门槛pth的大小关系；
S2：若瞬时油压p(t)不小于启动油压门槛pth，则分析该瞬时油压p(t)的频谱；
S3：若该瞬时油压p(t)的主频为额定主频F，则闭锁分接开关重瓦斯保护功能，同时判断单位时间窗t内的油压峰值pmax与关闭压力pcl的大小关系；
S4：若油压峰值pmax小于关闭压力pcl，则开放分接开关重瓦斯保护功能。
进一步地，所述启动油压门槛pth为25kPa。
进一步地，所述额定主频F为50Hz和100Hz。
进一步地，所述单位时间窗t为10ms。
进一步地，所述关闭压力pcl为5kPa。
一种基于换流变本体油压波动的分接开关重瓦斯保护闭锁系统，包括换流变本体、换流变本体油压测量单元、分接开关重瓦斯保护模块、分接开关重瓦斯保护闭锁单元以及保护再开放单元；
所述换流变本体与分接开关重瓦斯保护模块电连接，所述换流变本体油压测量单元与换流变本体连接；
所述分接开关重瓦斯保护闭锁单元同时与换流变本体油压测量单元以及分接开关重瓦斯保护模块电连接；
所述保护再开放单元同时与换流变本体油压测量单元以及分接开关重瓦斯保护模块电连接。
进一步地，所述保护再开放单元还与分接开关重瓦斯保护闭锁单元电连接。
进一步地，所述换流变本体油压测量单元包括高频动态油压传感器以及通信电缆，所述高频油压传感器安装在换流变本体上，所述传感器端部探头直接与换流变绝缘油相接触测量瞬时油压，所述通信电缆用于连接高频动态油压传感器与分接开关重瓦斯保护闭锁单元电连接以输出模拟电压信号。
进一步地，所述高频动态油压传感器的测量频率不小于20kHz，测量误差不大于1％，工作温度为-45℃～120℃，量程为-0.1MPa～3MPa。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
本发明通过判断换流变外部短路故障引起油压波动特征对分接开关重瓦斯保护进行闭锁。同时，本发明开具备再开放功能，当外部短路或励磁涌流引起的扰动结束后，能够重新开放重瓦斯保护。本发明的实现与应用对于提高换流变安全运行水平具有重要的工程实用价值。
附图说明
图1为基于换流变油压波动的分接开关重瓦斯保护闭锁方法的流程图；
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例
如图1所示，一种基于换流变油压波动的分接开关重瓦斯保护闭锁方法，具体包括以下步骤：
S1：实时监测换流变本体内部油压变化，并判断瞬时油压p(t)与启动油压门槛pth的大小关系；
S2：若瞬时油压p(t)不小于启动油压门槛pth，则分析该瞬时油压p(t)的频谱；
S3：若该瞬时油压p(t)的主频为额定主频F，则闭锁分接开关重瓦斯保护功能，同时判断单位时间窗t内的油压峰值pmax与关闭压力pcl的大小关系；
S4：若油压峰值pmax小于关闭压力pcl，则开放分接开关重瓦斯保护功能。
具体地，整体包括上述几个步骤，其中在S1中，需要对换流变本体内部的油压进行实时的监测，从而得知目前换流变本体内部的油压变化，并且将该瞬时油压p(t)与启动油压门槛pth作比较，当瞬时油压p(t)大于等于启动油压门槛pth的时候，则是需要注意是否会出现误动的时候，因而当监测到该情况时，则需要发出相应的指令、作出相应的动作，如果瞬时油压p(t)大于等于启动油压门槛pth，则代表目前的油压并不会对分接开关重瓦斯保护功能产生影响，不会触发误动，因而并不需要有相应的动作。具体的启动油压门槛pth的值为25kPa。
在S2中，由于瞬时油压p(t)大于等于启动油压门槛pth，因此需要进一步分析判断该瞬时油压p(t)频谱特征，与额定主频F相比较，进而分析发生该情况的原因。分析瞬时油压p(t)的频谱特征具体采用快速傅里叶分析，从而得到其频谱分布特征，具体额定主频F为50Hz和100Hz。通过分析瞬时油压p(t)频谱特征，若其主频与额定主频相等，则该情况下，有可能会对分接开关重瓦斯保护功能产生误动，因而需要闭锁分接开关重瓦斯保护功能，从而避免系统发生误动操作。
在S3中，由于目前状态下，油压有可能会误动触发分接开关重瓦斯保护功能，因此目前分接开关重瓦斯保护功能处于闭锁状态，虽然该状态下能够很好地保持分接开关重瓦斯保护功能不会误动触发，但是同时也会使该功能无法触发，也就是说，即使发生需要触发分接开关重瓦斯保护功能的情况，也无法使用该功能，因此需要判断目前的风险状况，再次开放分接开关重瓦斯保护功能。具体地，需要判断单位时间窗t内油压峰值pmax与关闭压力pcl的大小关系，从而进一步判断目前状态下，误动的风险，再决定是否再开放分接开关重瓦斯保护功能。具体单位时间窗t为10ms，关闭压力pcl的大小为5kPa。
在S4中，通过将单位时间窗t内的油压峰值pmax与关闭压力pcl的大小作比较，若油压峰值pmax大于等于关闭压力pcl，则目前状态下，仍然具有误动的风险，因而暂时不对分接开关重瓦斯保护功能开放；而多油压峰值pmax小于关闭压力pcl，则目前状态下，已无误动的风险，因此即可再次开放分接开关重瓦斯保护功能。
本发明通过判断换流变外部短路故障引起油压波动特征对分接开关重瓦斯保护进行闭锁。同时，本发明开具备再开放功能，当外部短路或励磁涌流引起的扰动结束后，能够重新开放重瓦斯保护。本发明的实现与应用对于提高换流变安全运行水平具有重要的工程实用价值。
一种基于换流变本体油压波动的分接开关重瓦斯保护闭锁系统，该系统的运作采用上述的基于换流变油压波动的分接开关重瓦斯保护闭锁方法，包括换流变本体、换流变本体油压测量单元、分接开关重瓦斯保护模块、分接开关重瓦斯保护闭锁单元以及保护再开放单元；
换流变本体油压测量单元与换流变本体连接，换流变本体与分接开关重瓦斯保护模块电连接，分接开关重瓦斯保护闭锁单元同时与换流变本体油压测量单元以及分接开关重瓦斯保护模块电连接，保护再开放单元同时与换流变本体油压测量单元、分接开关重瓦斯保护模块以及分接开关重瓦斯保护闭锁单元电连接。
具体地，换流变本体油压测量单元用于测量换流变本体的油压实时情况；分接开关重瓦斯保护闭锁单元用于发出闭锁信号，使分接开关重瓦斯保护模块闭锁；保护再开放单元用于再次开放分接开关重瓦斯保护模块。
换流变本体油压测量单元实时监测换流变本体的油压情况，同时将测得的情况转换为电信号传递至分接开关重瓦斯保护闭锁单元以及保护再开放单元；分接开关重瓦斯保护闭锁单元接收到油压电信号后，与启动油压门槛pth的大小作比较，从而判断是否发出电信号给分接开关重瓦斯保护模块，使其闭锁；保护再开放单元接收到油压电信号后，将单位时间窗t内的油压峰值pmax与关闭压力pcl的大小作比较，从而判断现状态是否仍然存在误动风险，进而判断是否再开放分接开关重瓦斯保护模块。
需要说明的是，该处的保护再开放单元并不需一定与分接开关重瓦斯保护闭锁单元电连接，可以直接与分接开关重瓦斯保护模块以及换流变本体油压测量单元连接，只需要满足油压峰值pmax小于关闭压力pcl的条件，即可长期保持分接开关重瓦斯保护模块的启动。
在某一实施例中，换流变本体油压测量单元包括高频动态油压传感器以及通信电缆，高频油压传感器安装在换流变本体上，传感器端部探头直接与换流变绝缘油相接触测量瞬时油压，通信电缆用于连接高频动态油压传感器与分接开关重瓦斯保护闭锁单元电连接以输出模拟电压信号。高频动态油压传感器的测量频率不小于20kHz，测量误差不大于1％，工作温度为-45℃～120℃，量程为-0.1MPa～3MPa。
具体地，通过高频动态油压传感器，能够有效实时监测到目前换流变本体的油压状态，并通过通信电缆将转换为油压值的电信号传递至分接开关重瓦斯保护闭锁单元以及保护再开放单元，使其根据信号的作相应的动作。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种基于换流变油压波动的分接开关重瓦斯保护闭锁方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1：实时监测换流变本体内部油压变化，并判断瞬时油压p(t)与启动油压门槛pth的大小关系；
S2：若瞬时油压p(t)不小于启动油压门槛pth，则分析该瞬时油压p(t)的频谱；
S3：若该瞬时油压p(t)的主频为额定主频F，则闭锁分接开关重瓦斯保护功能，同时判断单位时间窗t内的油压峰值pmax与关闭压力pcl的大小关系；
S4：若油压峰值pmax小于关闭压力pcl，则开放分接开关重瓦斯保护功能；
所述启动油压门槛pth为25kPa；
所述额定主频F为50Hz和100Hz；
所述单位时间窗t为10ms；
所述关闭压力pcl为5kPa。
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