CN113471933B - 变压器的间隙保护方法 - Google Patents

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Abstract

一种变压器的间隙保护方法，包括以下步骤：S1、间隙电流取本侧中性点间隙专用CT，间隙电流通过全周傅式算法得到用于装置计算的间隙电流Ij；S2、零序电压采用自产零序电压或外接零序电压；通过全周傅式算法得到用于计算的零序电压；S3、间隙过流和零序过压二者构成“或门”逻辑；间隙过流和零序过压逻辑共用时间元件；间隙过流或零序过压逻辑任一满足均可在同一时间元件中增加动作计时；S4、在间隙过流和零序过压保护的交替过程设置展宽时间；S5、根据步骤S4输出动作元件计时，动作元件计时与装置整定的保护动作延时进行逻辑运算，输出最终保护动作出口标志。本发明提高继电保护的可靠性。

Description

变压器的间隙保护方法
技术领域
本发明涉及变压器的间隙保护。
背景技术
间隙保护是保护半绝缘变压器中性点工频过电压损坏绝缘的保护。对于中性点不接地运行的变压器，在系统发生接地故障，接地故障点存在，而所有接地变压器均跳闸以后，经间隙接地的变压器中性点工频电压升至相电压，危及变压器安全。为此中性点不接地时，在变压器中心点与大地中间设置放电间隙，但因接地故障而在变压器中心点产生高电压时，通过放电间隙击穿的方式保证中心点的电位不至于威胁到变压器的安全，此时由变压器的间隙保护实现对变压器的保护。随着中性点电压升高，电压升高到一定程度出现放电间隙，间隙击穿或间隙间断击穿就会有间隙电流或间隙电流和零序电压交替出现，间隙保护就是由在放电间隙的间隙电流和零序电压构成。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变压器的间隙保护方法，解决不接地系统出现接地故障时导致中性点电压过高，危及变压器的寿命，提高继电保护的可靠性，保证电力系统安全运行。
本发明的目的可以这样实现，设计一种变压器的间隙保护方法，包括以下步骤：
S1、间隙电流取本侧中性点间隙专用CT，微机继电保护装置的间隙电流通过全周傅式算法得到用于装置计算的间隙电流Ij；
S2、零序电压采用自产零序电压或外接零序电压；外接零序电压取用电压互感器开口三角零序电压，微机继电保护装置采集到的零序电压通过全周傅式算法得到用于计算的外接零序电压；
基波全周傅式算法如下：
其中：X1s为电流或电压的基波实部，X1C为电流或电压的基波虚部，N为一个周波采样的点数，x(0)为起点的数值，x(N)为最后点的数值，x(k)为第k个采样点的数值；
间隙电流或零序电压的基波幅值X1为：
其中：X1s为电流或电压的基波实部，X1C为电流或电压的基波虚部；
S3、间隙过流和零序过压二者构成“或门”逻辑；间隙过流和零序过压逻辑共用时间元件；间隙过流或零序过压逻辑任一满足均可在同一时间元件中增加动作计时；
S4、在间隙过流和零序过压保护的交替过程设置展宽时间，当展宽时间小于或等于60ms时，展宽时间计入动作元件计时；当展宽时间大于60ms时，展宽时间不计入动作元件计时；
S5、根据步骤S4输出动作元件计时，动作元件计时与装置整定的保护动作延时进行逻辑运算，输出最终保护动作出口标志。
进一步地，自产零序电压的算法如下：
3U0＝UA+UB+UC
其中：U0为自产零序电压；UA、UB、UC为三相电压向量。
进一步地，间隙电流Ij与装置电流整定值的大小进行比较，得出间隙过流元件动作或返回；间隙电流Ij比装置电流整定值大，则间隙过流元件动作；间隙电流Ij比装置电流整定值小，则间隙过流元件返回。
进一步地，外接零序电压或自产零序电压与装置电压整定值进行比较，得出零序过压元件动作或返回；外接零序电压或自产零序电压比装置电压整定值大，则零序过压元件动作；外接零序电压或自产零序电压比装置电压整定值小，则零序过压元件返回。
进一步地，保护动作时刻判断间隙电流是有流或零序电压是有压，以确认保护动作时装置是故障状态或非故障返回状态，确保间隙保护的可靠性；动作时刻间隙电流有流或零序电压有压，则说明故障未切除，间隙保护应动作；动作时刻间隙电流无流或零序电压无压，则说明故障可能已经返回。
进一步地，间隙保护的动作计时与装置整定的动作延时进行比较，若大于装置整定的动作延时，则输出最终的动作标志出口。
本发明解决了不接地系统出现接地故障时导致中性点电压过高进而危及变压器的寿命的技术问题，提高继电保护的可靠性，保证电力系统安全运行。
附图说明
图1是本发明较佳实施例的原理图；
图2是本发明较佳实施例的逻辑图；
图3是本发明较佳实施例的流程图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的描述。
如图1、图2、图3所示，一种变压器的间隙保护方法，包括以下步骤：
S1、间隙电流取本侧中性点间隙专用CT，微机继电保护装置的间隙电流通过全周傅式算法得到用于装置计算的间隙电流Ij，间隙电流Ij与装置电流整定值的大小进行比较，可得出间隙过流元件动作或返回。间隙电流Ij比装置电流整定值大，则间隙过流元件动作；间隙电流Ij比装置电流整定值小，则间隙过流元件返回。
S2、零序电压可采用自产零序电压或外接零序电压。外接零序电压取用电压互感器开口三角零序电压，微机继电保护装置采集到的外接零序电压通过全周傅式算法得到用于计算的外接零序电压U0wj。自产零序电压取用电压互感器的三相母线电压，微机继电保护装置通过全周傅式算法得到三相相电压UA、UB、UC后再分解产生自产零序电压U0。
全周傅式算法如下：
其中：X1s为电流或电压的基波实部；X1C为电流或电压的基波虚部；电流为微机继电保护装置的间隙电流，电压为微机继电保护装置采集到的外接零序电压或电压互感器的三相母线电压；N为一个周波采样的点数，x(0)为起点的数值，x(N)为最后点的数值，x(k)为第k个采样点的数值。
电流或电压的基波幅值X1为：
在取间隙电流时，X1为间隙电流Ij；在取外接零序电压时，X1为外接零序电压U0wj；在取电压互感器的三相母线电压时，X1对应为三相相电压UA、UB、UC。
自产零序电压U0的算法如下：
3U0＝UA+UB+UC
其中：U0为零序电压；UA、UB、UC为三相电压向量；
S3、间隙保护，间隙过流和零序过压二者构成“或门”逻辑。间隙过流和零序过压逻辑共用时间元件。间隙过流或零序过压逻辑任一满足均可在同一时间元件中增加动作计时。其逻辑框图如图2所示。
S4、间隙保护的间隙过流和零序过压保护在交替过程中考虑到可能存在的延时，设置了展宽延时，当展宽时间小于或等于60ms时，展宽时间计入动作元件计时。当展宽时间大于60ms时，展宽时间不计入动作元件计时。同时针对展宽时间对动作元件计时的不同影响，保护动作时刻增加判断间隙电流是有流或零序电压是有压。
S5、根据步骤S4输出动作元件计时，动作元件计时与装置整定的保护动作延时进行逻辑运算，输出最终保护动作出口标志。
本发明根据间隙保护间隙击穿或间隙间断击穿过程中就会有间隙电流或间隙电流和零序电压交替出现，由间隙电流保护动作跳闸；如间隙未击穿，就会有零序电压出现，由零序电压保护动作跳闸。
本发明的间隙保护通过判断间隙电流或零序电压的大小且经过延时后实现跳闸保护。本发明提高了继电保护可靠性，保护了电网的安全。

Claims (6)

1.一种变压器的间隙保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、间隙电流取本侧中性点间隙专用CT，微机继电保护装置的间隙电流通过全周傅式算法得到用于装置计算的间隙电流Ij；
S2、零序电压采用自产零序电压或外接零序电压；外接零序电压取用电压互感器开口三角零序电压，微机继电保护装置采集到的零序电压通过全周傅式算法得到用于计算的外接零序电压；
基波全周傅式算法如下：
其中：X1s为电流或电压的基波实部，X1C为电流或电压的基波虚部，N为一个周波采样的点数，x(0)为起点的数值，x(N)为最后点的数值，x(k)为第k个采样点的数值；
间隙电流或零序电压的基波幅值X1为：
其中：X1s为电流或电压的基波实部，X1C为电流或电压的基波虚部；
S3、间隙过流和零序过压二者构成“或门”逻辑；间隙过流和零序过压逻辑共用时间元件；间隙过流或零序过压逻辑任一满足均可在同一时间元件中增加动作计时；
S4、在间隙过流和零序过压保护的交替过程设置展宽时间，当展宽时间小于或等于60ms时，展宽时间计入动作元件计时；当展宽时间大于60ms时，展宽时间不计入动作元件计时；
S5、根据步骤S4输出动作元件计时，动作元件计时与装置整定的保护动作延时进行逻辑运算，输出最终保护动作出口标志。
2.根据权利要求1所述的变压器的间隙保护方法，其特征在于，自产零序电压的算法如下：
3U0＝UA+UB+UC
其中：U0为自产零序电压；UA、UB、UC为三相电压向量。
3.根据权利要求1所述的变压器的间隙保护方法，其特征在于：间隙电流Ij与装置电流整定值的大小进行比较，得出间隙过流元件动作或返回；间隙电流Ij比装置电流整定值大，则间隙过流元件动作；间隙电流Ij比装置电流整定值小，则间隙过流元件返回。
4.根据权利要求1所述的变压器的间隙保护方法，其特征在于：外接零序电压或自产零序电压与装置电压整定值进行比较，得出零序过压元件动作或返回；外接零序电压或自产零序电压比装置电压整定值大，则零序过压元件动作；外接零序电压或自产零序电压比装置电压整定值小，则零序过压元件返回。
5.根据权利要求1所述的变压器的间隙保护方法，其特征在于：保护动作时刻判断间隙电流是有流或零序电压是有压，以确认保护动作时装置是故障状态或非故障返回状态，确保间隙保护的可靠性；动作时刻间隙电流有流或零序电压有压，则说明故障未切除，间隙保护应动作；动作时刻间隙电流无流或零序电压无压，则说明故障可能已经返回。
6.根据权利要求1所述的变压器的间隙保护方法，其特征在于：间隙保护的动作计时与装置整定的动作延时进行比较，若大于装置整定的动作延时，则输出最终的动作标志出口。
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