CN113296555A - 数字式变压器用油压速动继电器的动作方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种数字式变压器用油压速动继电器的动作方法及装置，包括：S1、按采样周期采集变压器的油压值；S2、判断油压上升速度是否小于油压启动阈值，若是，将累计启动时间比赋值为0，否则执行步骤S3，油压上升速度为相邻两个油压值的差与采样周期的比值；S3、根据继电器的动作拟合曲线获取油压上升速度对应的动作时间，动作拟合曲线为：将油压上升速度数据集和动作时间数据集代入到拟合曲线得到的；S4、将采样周期与动作时间的比值作为启动时间比，依次对启动时间比进行相加得到累计启动时间比；S5、判断累计启动时间比是否大于预置阈值，若是，向继电器发送动作信号，否则返回步骤S1。

Description

数字式变压器用油压速动继电器的动作方法及装置
技术领域
本申请涉及变压器技术领域，尤其涉及一种数字式变压器用油压速动继电器的动作方法及装置。
背景技术
变压器速动油压继电器是油浸式变压器和电抗器保护用继电器。当运行中的变压器、电抗器发生故障，油箱内的变压器油在单位时间内的压力上升速度达到整定限值时，继电器迅速动作，使控制回路及时发出信号，可使变压器、电抗器退出运行状态的一种继电器，又称压力突变继电器。
常用的变压器用速动油压继电器采取油压变化测量机械部件驱动报警辅助开关的原理制成，只能够发出动作信号。随着压力传感器技术的发展，出现数字式变压器用速动油压继电器，可输出油压数据。
然而，当运行中的变压器、电抗器发生故障时，油箱内的变压器油在单位时间内的压力上升速度并不是常数，更不是固定在《JB/T 10430-2015变压器用速动油压继电器》动作特性表中的某个特殊值，因此需要制定继电器的动作算法。
发明内容
本申请提供了一种数字式变压器用油压速动继电器的动作方法及装置，用于解决现有变压器用速动油压继电器缺少正确的动作算法，导致动作特性不合理的技术问题。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种数字式变压器用油压速动继电器的动作方法，所述方法包括：
S1、按采样周期采集变压器的油压值；
S2、判断油压上升速度是否小于油压启动阈值，若是，将累计启动时间比赋值为0，否则执行步骤S3，所述油压上升速度为相邻两个所述油压值的差与所述采样周期的比值；
S3、根据继电器的动作拟合曲线获取所述油压上升速度对应的动作时间，所述动作拟合曲线为：将油压上升速度数据集和动作时间数据集代入到拟合曲线得到的；
S4、将所述采样周期与动作时间的比值作为启动时间比，依次对所述启动时间比进行相加得到累计启动时间比；
S5、判断累计启动时间比是否大于预置阈值，若是，向继电器发送动作信号，否则返回步骤S1。
可选地，所述将油压上升速度数据集和动作时间数据集代入到拟合曲线得到的，具体包括：
在变压器用速动油压继电器的动作特性表中，获取若干个油压上升速度数据对应的动作时间数据；
设置拟合曲线的曲线类型，对若干个所述油压上升速度数据和所述动作时间数据进行拟合，得到所述动作拟合曲线。
可选地，所述曲线类型包括：双曲线、分段双曲线、分段抛物线。
可选地，所述按采样周期采集变压器的油压值，具体包括：
通过A/D转换将压力传感器输出转换为油压后，按采样周期采集变压器的油压值。
可选地，步骤S1，之后还包括：通过数字滤波法过滤所述油压值中的干扰信号。
可选地，所述数字滤波法包括：一阶滞后滤波法、加权递推平均滤波法。
可选地，所述油压启动阈值为2kPa/s。
可选地，所述预置阈值为1。
本申请第二方面提供一种数字式变压器用油压速动继电器的动作装置，所述装置包括：
采集单元，用于按采样周期采集变压器的油压值；
第一判断单元，用于判断油压上升速度是否小于油压启动阈值，若是，将累计启动时间比赋值为0，否则触发获取单元，所述油压上升速度为相邻两个所述油压值的差与所述采样周期的比值；
获取单元，用于根据继电器的动作拟合曲线获取所述油压上升速度对应的动作时间，所述动作拟合曲线为：将油压上升速度数据集和动作时间数据集代入到拟合曲线得到的；
计算单元，用于将所述采样周期与动作时间的比值作为启动时间比，依次对所述启动时间比进行相加得到累计启动时间比；
第二判断单元，用于判断累计启动时间比是否大于预置阈值，若是，向继电器发送动作信号，否则触发采集单元。
可选地，还包括：滤波单元；
所述滤波单元，用于通过数字滤波法过滤所述油压值中的干扰信号。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
本申请提供了一种数字式变压器用油压速动继电器的动作方法，包括：S1、按采样周期采集变压器的油压值；S2、判断油压上升速度是否小于油压启动阈值，若是，将累计启动时间比赋值为0，否则执行步骤S3，油压上升速度为相邻两个油压值的差与采样周期的比值；S3、根据继电器的动作拟合曲线获取油压上升速度对应的动作时间，动作拟合曲线为：将油压上升速度数据集和动作时间数据集代入到拟合曲线得到的；S4、将采样周期与动作时间的比值作为启动时间比，依次对启动时间比进行相加得到累计启动时间比；S5、判断累计启动时间比是否大于预置阈值，若是，向继电器发送动作信号，否则返回步骤S1。
本申请的数字式变压器用油压速动继电器的动作方法，提供了一种变压器用油压速动继电器的动作算法，该算法在满足《JB/T 10430-2015变压器用速动油压继电器》指定的压力上升速度下的动作时间外，还能够对每个采样周期的压力上升速度进行加权累计启动时间比，充分反映压力上升速度时变的情况，以实现更合理的动作特性。从而解决了现有变压器用速动油压继电器缺少正确的动作算法，导致动作特性不合理的技术问题。
附图说明
图1为本申请实施例中提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的动作方法实施例一的流程示意图；
图2为本申请实施例中提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的动作方法实施例二的流程示意图；
图3为本申请实施例中提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的动作装置实施例的结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，图1为本申请实施例中提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的动作方法实施例一的流程示意图。
本申请实施例一提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的动作方法，包括：
步骤101、按采样周期采集变压器的油压值。
需要说明的是，本实施例先通过A/D转换，将压力传感器输出转换为油压后，然后按采样周期采集变压器的油压值，本领域技术人员可以根据实际需要设置采样周期，在此不做限定。
步骤102、判断油压上升速度是否小于油压启动阈值，若是，将累计启动时间比赋值为0，否则执行步骤103，油压上升速度为相邻两个油压值的差与采样周期的比值。
可以理解的是，首先计算油压上升速度，具体的计算方法为相邻时间点采集到的油压值的差与该采样周期的比值；然后判断油压上升速度是否小于油压启动阈值，若是，将累计启动时间比赋值为0，否则执行步骤103。
步骤103、根据继电器的动作拟合曲线获取油压上升速度对应的动作时间，动作拟合曲线为：将油压上升速度数据集和动作时间数据集代入到拟合曲线得到的。
可以理解的是，动作拟合曲线中为油压上升速度与动作时间的对应关系，因此根据动作拟合曲线可以得到油压上升速度对应的动作时间，而动作拟合曲线为本申请根据以下方法得到的，本实施例在制定动作拟合曲线时的具体方法为：
根据《JB/T 10430-2015变压器用速动油压继电器》规定的变压器用速动油压继电器动作特性上、下限数值，确定动作时间关系曲线。
1)选择继电器动作特性值，优选方案为上、下限数值的算术平均数或几何平均数。
Figure BDA0003084907300000051
2)选择拟合曲线类型，代入选择的动作特性值，确定动作油压上升速度与动作时间关系曲线。优选方案为双曲线，或分段双曲线，或分段抛物线。
分段抛物线的一个优选分段组合如下：
压力上升速度(kPa/s) a b c
2～10 0.4067 -6.86 30.58
10～50 0.002708 -0.2163 4.542
50～200 0.000025 -0.00875 0.875
200～500 6.416×10-<sup>6</sup> -0.003175 0.5033
步骤104、将采样周期与动作时间的比值作为启动时间比，依次对启动时间比进行相加得到累计启动时间比。
可以理解的是，将采样周期与根据步骤103得到的动作时间的比值作为启动时间比，对每个启动时间比进行累加计算得到累计启动时间比。
需要说明的是，步骤104的计算方法通过公式可以表示为Sn＝Sn-1+T/t，其中Sn、Sn-1为n个(本次)和n-1个(上次)累计启动时间比。
步骤105、判断累计启动时间比是否大于预置阈值，若是，向继电器发送动作信号，否则返回步骤101。
需要说明的是，本实施例的预置阈值为1，当累计启动时间比大于1时，则向继电器发送动作信号，否则返回步骤101循环。
本申请的数字式变压器用油压速动继电器的动作方法，提供了一种变压器用油压速动继电器的动作算法，该算法在满足《JB/T 10430-2015变压器用速动油压继电器》指定的压力上升速度下的动作时间外，还能够对每个采样周期的压力上升速度进行加权累计启动时间比，充分反映压力上升速度时变的情况，以实现更合理的动作特性。从而解决了现有变压器用速动油压继电器缺少正确的动作算法，导致动作特性不合理的技术问题。
以上为本申请提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的动作方法实施例一，以下为本申请提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的动作方法实施例二。
请参阅图2，图2为本申请实施例中提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的动作方法实施例二的流程示意图。
本申请实施例二提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的动作方法，包括：
步骤201、通过A/D转换将压力传感器输出转换为油压后，按采样周期采集变压器的油压值。
本实施例步骤201与实施例步骤101描述相同，请参见步骤101描述，在此不再赘述。
步骤202、通过数字滤波法过滤油压值中的干扰信号。
需要说明的是，为避免不规则的随机干扰信号，造成误判断，本实施例通过引入数字滤波削弱或滤除干扰信号。数字滤波选择一阶滞后滤波法、或加权递推平均滤波法等方法。
步骤203、判断油压上升速度是否小于2kPa/s，若是，将累计启动时间比赋值为0，否则执行步骤205，油压上升速度为相邻两个油压值的差与采样周期的比值。
需要说明的是，本实施例的油压启动阈值按《JB/T 10430-2015变压器用速动油压继电器》选择2kPa/s。亦可自行根据需要进行修改；优选地，亦可以采取当多次的低于油压上升速度小于油压启动阈值时，才进行累计启动时间比S赋值0，在此不做限定。
步骤204、在变压器用速动油压继电器的动作特性表中，获取若干个油压上升速度数据对应的动作时间数据；设置拟合曲线的曲线类型为分段抛物线，对若干个油压上升速度数据和动作时间数据进行拟合，得到动作拟合曲线。
本实施例步骤204的动作拟合曲线的制作方法请见实施例一步骤103的制定动作拟合曲线时的具体方法的描述，在此不再赘述
步骤205、根据继电器的动作拟合曲线获取油压上升速度对应的动作时间。
可以理解的是，动作拟合曲线中为油压上升速度与动作时间的对应关系，因此根据动作拟合曲线可以得到油压上升速度对应的动作时间。
步骤206、将采样周期与动作时间的比值作为启动时间比，依次对启动时间比进行相加得到累计启动时间比。
本实施例步骤206与实施例步骤104描述相同，请参见步骤104描述，在此不再赘述。
步骤207、判断累计启动时间比是否大于1，若是，向继电器发送动作信号，否则返回步骤201。
本实施例步骤207与实施例步骤105描述相同，请参见步骤105描述，在此不再赘述。
以上为本申请提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的动作方法实施例二，以下为本申请提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的动作装置实施例。
请参阅图3，图3为本申请实施例中提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的动作装置实施例的结构图。
本申请实施例提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的动作装置，包括：
采集单元301，用于按采样周期采集变压器的油压值。
第一判断单元302，用于判断油压上升速度是否小于油压启动阈值，若是，将累计启动时间比赋值为0，否则触发获取单元，油压上升速度为相邻两个油压值的差与采样周期的比值。
获取单元303，用于根据继电器的动作拟合曲线获取油压上升速度对应的动作时间，动作拟合曲线为：将油压上升速度数据集和动作时间数据集代入到拟合曲线得到的。
计算单元304，用于将采样周期与动作时间的比值作为启动时间比，依次对启动时间比进行相加得到累计启动时间比。
第二判断单元305，用于判断累计启动时间比是否大于预置阈值，若是，向继电器发送动作信号，否则触发采集单元。
本申请的数字式变压器用油压速动继电器的动作装置，该装置提供了一种变压器用油压速动继电器的动作算法，该算法在满足《JB/T 10430-2015变压器用速动油压继电器》指定的压力上升速度下的动作时间外，还能够对每个采样周期的压力上升速度进行加权累计启动时间比，充分反映压力上升速度时变的情况，以实现更合理的动作特性。从而解决了现有变压器用速动油压继电器缺少正确的动作算法，导致动作特性不合理的技术问题。
进一步地，本申请的数字式变压器用油压速动继电器的动作装置，还包括：滤波单元；
滤波单元，用于通过数字滤波法过滤油压值中的干扰信号。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种数字式变压器用油压速动继电器的动作方法，其特征在于，包括：
S1、按采样周期采集变压器的油压值；
S2、判断油压上升速度是否小于油压启动阈值，若是，将累计启动时间比赋值为0，否则执行步骤S3，所述油压上升速度为相邻两个所述油压值的差与所述采样周期的比值；
S3、根据继电器的动作拟合曲线获取所述油压上升速度对应的动作时间，所述动作拟合曲线为：将油压上升速度数据集和动作时间数据集代入到拟合曲线得到的；
S4、将所述采样周期与动作时间的比值作为启动时间比，依次对所述启动时间比进行相加得到累计启动时间比；
S5、判断累计启动时间比是否大于预置阈值，若是，向继电器发送动作信号，否则返回步骤S1。
2.根据权利要求1所述的数字式变压器用油压速动继电器的动作方法，其特征在于，所述将油压上升速度数据集和动作时间数据集代入到拟合曲线得到的，具体包括：
在变压器用速动油压继电器的动作特性表中，获取若干个油压上升速度数据对应的动作时间数据；
设置拟合曲线的曲线类型，对若干个所述油压上升速度数据和所述动作时间数据进行拟合，得到所述动作拟合曲线。
3.根据权利要求2所述的数字式变压器用油压速动继电器的动作方法，其特征在于，所述曲线类型包括：双曲线、分段双曲线、分段抛物线。
4.根据权利要求1所述的数字式变压器用油压速动继电器的动作方法，其特征在于，所述按采样周期采集变压器的油压值，具体包括：
通过A/D转换将压力传感器输出转换为油压后，按采样周期采集变压器的油压值。
5.根据权利要求1所述的数字式变压器用油压速动继电器的动作方法，其特征在于，步骤S1，之后还包括：通过数字滤波法过滤所述油压值中的干扰信号。
6.根据权利要求5所述的数字式变压器用油压速动继电器的动作方法，其特征在于，所述数字滤波法包括：一阶滞后滤波法、加权递推平均滤波法。
7.根据权利要求1所述的数字式变压器用油压速动继电器的动作方法，其特征在于，所述油压启动阈值为2kPa/s。
8.根据权利要求1所述的数字式变压器用油压速动继电器的动作方法，其特征在于，所述预置阈值为1。
9.一种数字式变压器用油压速动继电器的动作装置，其特征在于，包括：
采集单元，用于按采样周期采集变压器的油压值；
第一判断单元，用于判断油压上升速度是否小于油压启动阈值，若是，将累计启动时间比赋值为0，否则触发获取单元，所述油压上升速度为相邻两个所述油压值的差与所述采样周期的比值；
获取单元，用于根据继电器的动作拟合曲线获取所述油压上升速度对应的动作时间，所述动作拟合曲线为：将油压上升速度数据集和动作时间数据集代入到拟合曲线得到的；
计算单元，用于将所述采样周期与动作时间的比值作为启动时间比，依次对所述启动时间比进行相加得到累计启动时间比；
第二判断单元，用于判断累计启动时间比是否大于预置阈值，若是，向继电器发送动作信号，否则触发采集单元。
10.根据权利要求9所述的数字式变压器用油压速动继电器的动作装置，其特征在于，还包括：滤波单元；
所述滤波单元，用于通过数字滤波法过滤所述油压值中的干扰信号。
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许静 等: ""变压器用速动油压继电器计量特性及校准方法研究"", 《东北电力技术》 *

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