CN113872150A - 一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法及检测装置 - Google Patents

一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法及检测装置 Download PDF

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CN113872150A CN202111116704.1A CN202111116704A CN113872150A CN 113872150 A CN113872150 A CN 113872150A CN 202111116704 A CN202111116704 A CN 202111116704A CN 113872150 A CN113872150 A CN 113872150A
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胡新刚
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Abstract

本发明提供一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法及检测装置,涉及变电站二次矢量检测技术领域,包括以下步骤:S1、采集变压器各侧电流、电压相量,S2、双分支电流矢量合成,S3、横向矢量合成计算主变单侧CT二次三相电流是否平衡,S4、纵向矢量合成计算差流是否合格。本发明采用多线程检测采集模式,快速对接,一次性接线即可完成变压器每侧电流六角图的测试,提高测试效率,实现数据的快速采集,矢量合成过程动态展示,并自动绘制六角图,智能分析判断测试结果,为生产一线保护人员提供决策依据,实现最优化的人机操作模式和六角图的直观显示,测试时能大大缩短了测试时间,提高了工作效率,可节省人力50%。

Description

一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法及检 测装置
技术领域
本发明涉及变电站二次矢量检测技术领域,特别的为一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法及检测装置。
背景技术
目前市面上的六角图测试仪仅仅是将主变各侧电流矢量测试结果展示出来,不能通过矢量合成和差流计算,得出结论,差流是否合格。经过调研电力工人在进行主变二次“六角图”测试工作时,大部分使用相位表,以一相电压相量为基准,测量主变各侧电流的幅值和相位,这种传统测试方式存在如下弊端:一是测量过程中,需多次变更测试线,增加了误碰带电回路的风险,不利于人身和设备安全;二是没有统一规范的测试流程约束作业人员的测试步骤,极易漏项,且需人工手动记录各测量的幅值和相位,费时费力且易出错;三是测试完成后,需人工计算差流,判断测试结果是否正确,极易误判;四是变电站技改大修工程现场时间紧、任务重,传统测试方法操作繁琐,工作量大,测试效率较低,影响改造工程进度。
因此,研制一种可以一次性完成接线,按一键自动采集电流、电压相量,并采用相量合成数学算法,借助计算机高效、准确计算及其数据存储、人机互动功能,固化标准化作业流程的装置,提高变压器“六角图”测试的准确性和工作效率成为必然选择。
发明内容
本发明提供的了一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法及检测装置,本发明采用多线程检测采集模式,快速对接,一次性接线即可完成变压器每侧电流六角图的测试,提高测试效率。实现数据的快速采集,矢量合成过程动态展示,并自动绘制六角图,智能分析判断测试结果,为生产一线保护人员提供决策依据,实现最优化的人机操作模式和六角图的直观显示,测试时间由原来的2小时直接缩短为10分钟,大大缩短了测试时间,测试人员由原来的4人减少到2人,提高了工作效率,可节省人力50%,该装置专业性强,目前国内市场无可替代产品。
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法,包括以下步骤:
S1、采集变压器各侧电流、电压相量:测量主变各侧开关CT二次三相电流大小及相对于本侧A相电压的相位角;
S2、双分支电流矢量合成;
S3、横向矢量合成计算主变单侧CT二次三相电流是否平衡;
S4、纵向矢量合成计算差流是否合格。
本发明进一步设置为:在S1操作步骤中,采集变压器各侧电流、电压相量:测量主变各侧开关CT二次三相电流大小及相对于本侧A相电压的相位角,包括以下步骤:
S101、高压侧:以本侧A相电压θUHA为基准,θUHA=0°,测量A相电流IHA及角度θHA,测量B相电流IHB及角度θHB,测量C相电流IHC及角度θHC
S102、中压侧:以本侧A相电压θUHA为基准,θUHA=0°,测量A相电流IMA及角度θMA,测量B相电流IMB及角度θMB,测量C相电流IMC及角度θMC
S103、低压侧:以本侧A相电压θUHA为基准,θUHA=0°,测量A相电流ILA及角度θLA,测量B相电流ILB及角度θLB,测量C相电流ILC及角度θLB
本发明进一步设置为:在S2操作步骤中,双分支电流矢量合成,包括以下步骤:
S201、以本侧A相电压为基准,∠Ua=0°,测量1分支A相电流IA1及角度θA1,测量1分支B相电流IB1及角度θB1,测量1分支C相电流IC1及角度θC1,测量2分支A相电流IA2及角度θA2,测量2分支B相电流IB2及角度θB2,测量2分支C相电流IC2及角度θC2
S202、以本侧A相电压
Figure BDA0003275587220000031
为基准,
Figure BDA0003275587220000032
的角度为0°,
Figure BDA0003275587220000033
为分支1测量的电流矢量,其与
Figure BDA0003275587220000034
之间的夹角为θA1
Figure BDA0003275587220000035
为分支2测量的电流矢量,其与本侧A相电压
Figure BDA0003275587220000036
之间的夹角为θA2,两个分支A相电流矢量
Figure BDA0003275587220000037
Figure BDA0003275587220000038
之间的夹角为θA1A2,根据余弦定理,两个分支合成后的电流矢量
Figure BDA00032755872200000325
Figure BDA0003275587220000039
S203、根据余弦定理,可得电流
Figure BDA00032755872200000310
的角度θA
Figure BDA00032755872200000311
S204、求取
Figure BDA00032755872200000312
的大小和角度θB、θC
本发明进一步设置为:在S3操作步骤中,横向矢量合成计算主变单侧CT二次三相电流是否平衡是指B、C相电流
Figure BDA00032755872200000313
矢量
Figure BDA00032755872200000314
和为
Figure BDA00032755872200000315
Figure BDA00032755872200000316
Figure BDA00032755872200000317
相位相反,大小相等,则本侧三相电流平衡;
横向矢量合成方法为:沿A相电流矢量反向画延长线,B、C两相电流
Figure BDA00032755872200000318
Figure BDA00032755872200000319
在该延长线上的投影之和大小与A相电流
Figure BDA00032755872200000320
大小相等,B、C两相电流
Figure BDA00032755872200000321
在A相电流矢量延长线上的投影长度计算为:
Figure BDA00032755872200000322
其中
Figure BDA00032755872200000323
为A相电流大小,
Figure BDA00032755872200000324
Figure BDA0003275587220000041
分别为B、C在A相电流矢量反向画延长线上的投影,θA为A相角度,θB和θC分别为B相、C相的角度。
本发明进一步设置为:在S4操作步骤中,纵向矢量合成计算差流是否合格,包括以下步骤:
S401、三角转星30°角补偿矢量合成;
S402、差流计算;
S403、判断差流是否合格。
本发明进一步设置为:在S401操作步骤中,三角转星30°角补偿矢量合成,包括以下步骤:
S4011、计算A相的电流矢量合成的最终量
Figure BDA0003275587220000042
和夹角θ′LA
Figure BDA0003275587220000043
为参与高中低三侧A相电流矢量合成的最终量,
Figure BDA0003275587220000044
Figure BDA0003275587220000045
之间的夹角为θAC=θLCLA
Figure BDA0003275587220000046
Figure BDA0003275587220000047
之间的夹角为θ1
Figure BDA0003275587220000048
Figure BDA0003275587220000049
的角度θ′LA
Figure BDA00032755872200000410
的角度减180°再加θ1,即θ′LA=θLC-180°+θ1+30°;
S4012、计算B相的电流矢量合成的最终量
Figure BDA00032755872200000411
和夹角θ′LB
Figure BDA00032755872200000412
为参与高中低三侧B相电流矢量合成的最终量,
Figure BDA00032755872200000413
Figure BDA00032755872200000414
之间的夹角为θBA=θLBLA
Figure BDA00032755872200000415
Figure BDA00032755872200000416
之间的夹角为θ2
Figure BDA00032755872200000417
Figure BDA00032755872200000418
的角度θ′LB
Figure BDA00032755872200000419
的角度减180°再加θ2,即θ′LB=θLA-180°+θ2+30°;
S4013、计算C相的电流矢量合成的最终量
Figure BDA0003275587220000051
和夹角θ′LC
Figure BDA0003275587220000052
为参与高中低三侧B相电流矢量合成的最终量,
Figure BDA0003275587220000053
Figure BDA0003275587220000054
之间的夹角为θCB=θLCLB
Figure BDA0003275587220000055
Figure BDA00032755872200000516
之间的夹角为θ3
Figure BDA0003275587220000056
Figure BDA0003275587220000057
的角度θ′LC
Figure BDA0003275587220000058
的角度减180°再加θ3,即θ′LC=θLB-180°+θ3+30°。
本发明进一步设置为:在S402操作步骤中,差流计算,包括以下步骤:
S4021、算出三侧额定电流,
Figure BDA0003275587220000059
Figure BDA00032755872200000510
式中,Se为变压器额定容量,UHe、UMe和ULe分别为高、中、低压侧额定电压;nH、nM和nL分别为高、中、低压侧CT变比;
S4022、使用标幺化二次矢量计算差流,高压侧得到的电流相量
Figure BDA00032755872200000511
Figure BDA00032755872200000512
与高压侧基准电流作比,得到标幺化的电流相量,中压侧得到的电流相量
Figure BDA00032755872200000513
与中压侧基准电流作比,得到标幺化的电流相量,低压侧的电流相量
Figure BDA00032755872200000514
与低压侧基准电流作比,得到标幺化的电流相量,标幺化的三相差流即为:
Figure BDA00032755872200000515
式中,IcdA为A相差流,IcdB为B相差流,IcdC为C相差流。
8.根据权利要求5所述的一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法,其特征在于:在S403操作步骤中,判断差流是否合格,包括以下步骤:
S4031、引入制动电流,
Figure BDA0003275587220000061
Figure BDA0003275587220000062
以制动电流为横轴,差动电流为纵轴,建立坐标系;
S4032、比率特性差流合格的判据为:Icd≤Kbl×Izd+Ics,式中,Kbl为比率制动系数,Ics为初始允许差流值,A、B、C三相差动电流和制动电流均满足比率制动差流合格的判据,则装置判定六角图测量正确,差流合格。
本发明还提供了一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量检测装置,包括检测箱本体,所述检测箱本体的顶部安装有触摸屏,所述检测箱本体的内设置有三路电流矢量数据采集单元和三路电压矢量数据采集单元。
本发明进一步设置为:所述检测箱本体的一侧安装有蓝牙打印机。
本发明提供了一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法及检测装置。具备以下有益效果:
本发明采用多线程检测采集模式,快速对接,一次性接线即可完成变压器每侧电流六角图的测试,提高测试效率。实现数据的快速采集,矢量合成过程动态展示,并自动绘制六角图,智能分析判断测试结果,为生产一线保护人员提供决策依据,实现最优化的人机操作模式和六角图的直观显示,测试时间由原来的2小时直接缩短为10分钟,大大缩短了测试时间,测试人员由原来的4人减少到2人,提高了工作效率,可节省人力50%,该装置专业性强,目前国内市场无可替代产品。
附图说明
图1为一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法的流程图;
图2为一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法中两分支矢量合成示意图;
图3为一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法中补偿低压侧三角形绕组30°角示意图;
图4为一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法中纵向矢量合成示意图;
图5为一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法中制动电流与差动电流坐标图;
图6为一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量检测装置的示意图。
图中标号说明:
100、检测箱本体;110、触摸屏;200、蓝牙打印机。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述,但不是对本发明的限定。
实施例:
请参照图1-6所示,一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法,包括以下步骤:
步骤一、采集变压器各侧电流、电压相量:测量主变各侧开关CT二次三相电流大小及相对于本侧A相电压的相位角。
采集变压器各侧电流、电压相量:测量主变各侧开关CT二次三相电流大小及相对于本侧A相电压的相位角,包括以下步骤:
S101、高压侧:以本侧A相电压θUHA为基准,θUHA=0°,测量A相电流IHA及角度θHA,测量B相电流IHB及角度θHB,测量C相电流IHC及角度θHC
S102、中压侧:以本侧A相电压θUHA为基准,θUHA=0°,测量A相电流IMA及角度θMA,测量B相电流IMB及角度θMB,测量C相电流IMC及角度θMC
S103、低压侧:以本侧A相电压θUHA为基准,θUHA=0°,测量A相电流ILA及角度θLA,测量B相电流ILB及角度θLB,测量C相电流ILC及角度θLB
步骤二、双分支电流矢量合成。
双分支电流矢量合成,包括以下步骤:
S201、以本侧A相电压为基准,∠Ua=0°,测量1分支A相电流IA1及角度θA1,测量1分支B相电流IB1及角度θB1,测量1分支C相电流IC1及角度θC1,测量2分支A相电流IA2及角度θA2,测量2分支B相电流IB2及角度θB2,测量2分支C相电流IC2及角度θC2
S202、以本侧A相电压
Figure BDA0003275587220000081
为基准,
Figure BDA0003275587220000082
的角度为0°,
Figure BDA0003275587220000083
为分支1测量的电流矢量,其与
Figure BDA0003275587220000084
之间的夹角为θA1
Figure BDA0003275587220000085
为分支2测量的电流矢量,其与本侧A相电压
Figure BDA0003275587220000086
之间的夹角为θA2,两个分支A相电流矢量
Figure BDA0003275587220000087
Figure BDA0003275587220000088
之间的夹角为θA1A2,根据余弦定理,两个分支合成后的电流矢量
Figure BDA0003275587220000089
Figure BDA00032755872200000810
S203、根据余弦定理,可得电流
Figure BDA00032755872200000811
的角度θA
Figure BDA00032755872200000812
S204、求取
Figure BDA00032755872200000813
的大小和角度θB、θC
步骤三、横向矢量合成计算主变单侧CT二次三相电流是否平衡。
横向矢量合成计算主变单侧CT二次三相电流是否平衡是指B、C相电流
Figure BDA0003275587220000091
矢量
Figure BDA0003275587220000092
和为
Figure BDA0003275587220000093
Figure BDA0003275587220000094
Figure BDA0003275587220000095
相位相反,大小相等,则本侧三相电流平衡;
横向矢量合成方法为:沿A相电流矢量反向画延长线,B、C两相电流
Figure BDA0003275587220000096
Figure BDA0003275587220000097
在该延长线上的投影之和大小与A相电流
Figure BDA0003275587220000098
大小相等,B、C两相电流
Figure BDA0003275587220000099
在A相电流矢量延长线上的投影长度计算为:
Figure BDA00032755872200000910
其中
Figure BDA00032755872200000911
为A相电流大小,
Figure BDA00032755872200000912
Figure BDA00032755872200000913
分别为B、C在A相电流矢量反向画延长线上的投影,θA为A相角度,θB和θC分别为B相、C相的角度。
若上式得到的量和的大小相等,则判为三相平衡。
运用相同方法,计算中压侧横向矢量合成,若三相平衡,则检测合格。
运用相同方法,计算低压侧横向矢量合成,若三相平衡,则检测合格。
步骤四、纵向矢量合成计算差流是否合格。
高、中、低各侧三相电流平衡只是判断六角图测试合格的其中一个判据,还需要纵向合成高、中、低各侧每一相电流是否符合基尔霍夫电流定律,即判断差流大小是否合格。以A相为例,把高、中、低各侧的A相电流拿出来矢量合成,其矢量和是否为0,若接近于0,则判为合格,否则不合格,B\C相方法与A相相同。
但是纵向矢量合成首先要克服一个困难,即主变低压侧绕组为三角形接线,高、中压侧为星形接线,高、中压侧电流矢量和低压侧电流矢量不在同一条直线上,存在30°角度差,因此需要补偿30°角,使他们在一条直线上,才能进行矢量合成得到真正意义上的差流。
纵向矢量合成计算差流是否合格,包括以下步骤:
S401、三角转星30°角补偿矢量合成。
S402、差流计算。
S403、判断差流是否合格。
由于在步骤一选择了变压器的连接组别,低压侧若是三角形接线,高、低压侧电压存在30°夹角,计算差流时,要将高、低压侧电流之间存在的这30°夹角补偿掉,使高、低压侧电流矢量在同一条直线上,才能进行差流计算。
低压侧:以本侧A相电压θUHA为基准,θUHA=0°。
测量A相电流ILA及角度θLA
测量B相电流ILB及角度θLB
测量C相电流ILC及角度θCB
因主变低压侧电压超前高压侧电压30°,因此,以θUHA为基准测量得到的三相电流
Figure BDA0003275587220000101
应加上30°后,其相位角才能与高、中压侧电流矢量在同一个电压基准之下。
为了补偿30°,使低压侧电流和高中压侧电流在同一条直线上进行矢量合成,需先做如下矢量运算:
Figure BDA0003275587220000102
三角转星30°角补偿矢量合成,包括以下步骤:
S4011、计算A相的电流矢量合成的最终量
Figure BDA0003275587220000103
和夹角θ′LA
Figure BDA0003275587220000104
为参与高中低三侧A相电流矢量合成的最终量,
Figure BDA0003275587220000105
Figure BDA0003275587220000106
之间的夹角为θAC=θLCLA
Figure BDA0003275587220000107
Figure BDA0003275587220000111
之间的夹角为θ1
Figure BDA0003275587220000112
Figure BDA0003275587220000113
的角度θ′LA
Figure BDA0003275587220000114
的角度减180°再加θ1,即θ′LA=θLC-180°+θ1+30°;
S4012、计算B相的电流矢量合成的最终量
Figure BDA0003275587220000115
和夹角θ′LB
Figure BDA0003275587220000116
为参与高中低三侧B相电流矢量合成的最终量,
Figure BDA0003275587220000117
Figure BDA0003275587220000118
之间的夹角为θBA=θLBLA
Figure BDA0003275587220000119
Figure BDA00032755872200001110
之间的夹角为θ2
Figure BDA00032755872200001111
Figure BDA00032755872200001112
的角度θ′LB
Figure BDA00032755872200001113
的角度减180°再加θ2,即θ′LB=θLA-180°+θ2+30°;
S4013、计算C相的电流矢量合成的最终量
Figure BDA00032755872200001114
和夹角θ′LC
Figure BDA00032755872200001115
为参与高中低三侧B相电流矢量合成的最终量,
Figure BDA00032755872200001116
Figure BDA00032755872200001117
之间的夹角为θCB=θLCLB
Figure BDA00032755872200001118
Figure BDA00032755872200001119
之间的夹角为θ3
Figure BDA00032755872200001120
Figure BDA00032755872200001121
的角度θ′LC
Figure BDA00032755872200001122
的角度减180°再加θ3,即θ′LC=θLB-180°+θ3+30°。
以上求得矢量
Figure BDA00032755872200001123
的角度:θ′LA、θ′LB、θ′LC为低压侧电压为基准测得的角度,若与高、中压侧电流进行纵向矢量合成,因此均加了30°角。
本装置可根据上述三角转星30°角补偿矢量合成法数学模型,动态展示合成过程,克服了纵向矢量合成低压侧与高、中压侧电流矢量30°角差的困难,下面展开纵向矢量合成差流计算的工作,即计算差流是否合格的步骤。
综上,得到高、中、低压侧矢量值如下:
高压侧A相电流IHA及角度θHA
高压侧B相电流IHB及角度θHB
高压侧C相电流IHC及角度θHC
中压侧相电流IMA及角度θMA
中压侧相电流IMB及角度θMB
中压侧相电流IMC及角度θMC
低压侧相电流I′LA及角度θ′LA
低压侧相电流I′LB及角度θ′LB
低压侧相电流I′LC及角度θ′LC
经过矢量运算,L将各侧同相电流矢量置于一条直线上。
差流计算,包括以下步骤:
S4021、算出三侧额定电流,
Figure BDA0003275587220000121
Figure BDA0003275587220000122
式中,Se为变压器额定容量,UHe、UMe和ULe分别为高、中、低压侧额定电压;nH、nM和nL分别为高、中、低压侧CT变比;
S4022、使用标幺化二次矢量计算差流,高压侧得到的电流相量
Figure BDA0003275587220000123
Figure BDA0003275587220000124
与高压侧基准电流作比,得到标幺化的电流相量,中压侧得到的电流相量
Figure BDA0003275587220000131
与中压侧基准电流作比,得到标幺化的电流相量,低压侧的电流相量
Figure BDA0003275587220000132
与低压侧基准电流作比,得到标幺化的电流相量,标幺化的三相差流即为:
Figure BDA0003275587220000133
式中,IcdA为A相差流,IcdB为B相差流,IcdC为C相差流。
以A相为例,先计算中、低压和电流矢量
Figure BDA0003275587220000134
Figure BDA0003275587220000135
限据余弦定理,可得中、低压和电流的角度为:
Figure BDA0003275587220000136
再将中、低压和电流矢量
Figure BDA0003275587220000137
与高压侧电流
Figure BDA0003275587220000138
合成,得到A相纵向矢量合成结果
Figure BDA0003275587220000139
Figure BDA00032755872200001310
只需要得到合成结果的幅值,角度不需考虑。
同理B、C两相差流计算公式如下:
B相:
Figure BDA00032755872200001311
Figure BDA0003275587220000141
Figure BDA0003275587220000142
C相:
Figure BDA0003275587220000143
Figure BDA0003275587220000144
Figure BDA0003275587220000145
判断差流是否合格,包括以下步骤:
S4031、引入制动电流,
Figure BDA0003275587220000146
Figure BDA0003275587220000147
以制动电流为横轴,差动电流为纵轴,建立坐标系;
S4032、比率特性差流合格的判据为:Icd≤Kbl×Izd+Ics,式中,Kbl为比率制动系数,Ics为初始允许差流值,A、B、C三相差动电流和制动电流均满足比率制动差流合格的判据,则装置判定六角图测量正确,差流合格。
装置可根据以上纵向矢量合成法数学模型,动态展示合成过程。
本发明还提供了一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量检测装置,包括检测箱本体100,检测箱本体100的顶部安装有触摸屏110,检测箱本体100的内设置有三路电流矢量数据采集单元和三路电压矢量数据采集单元。
检测箱本体100的一侧安装有蓝牙打印机200。
以上的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、采集变压器各侧电流、电压相量:测量主变各侧开关CT二次三相电流大小及相对于本侧A相电压的相位角;
S2、双分支电流矢量合成;
S3、横向矢量合成计算主变单侧CT二次三相电流是否平衡;
S4、纵向矢量合成计算差流是否合格。
2.根据权利要求1所述的一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法,其特征在于:在S1操作步骤中,采集变压器各侧电流、电压相量:测量主变各侧开关CT二次三相电流大小及相对于本侧A相电压的相位角,包括以下步骤:
S101、高压侧:以本侧A相电压θUHA为基准,θUHA=0°,测量A相电流IHA及角度θHA,测量B相电流IHB及角度θHB,测量C相电流IHC及角度θHC
S102、中压侧:以本侧A相电压θUHA为基准,θUHA=0°,测量A相电流IMA及角度θMA,测量B相电流IMB及角度θMB,测量C相电流IMC及角度θMC
S103、低压侧:以本侧A相电压θUHA为基准,θUHA=0°,测量A相电流ILA及角度θLA,测量B相电流ILB及角度θLB,测量C相电流ILC及角度θLB
3.根据权利要求1所述的一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法,其特征在于:在S2操作步骤中,双分支电流矢量合成,包括以下步骤:
S201、以本侧A相电压为基准,∠Ua=0°,测量1分支A相电流IA1及角度θA1,测量1分支B相电流IB1及角度θB1,测量1分支C相电流IC1及角度θC1,测量2分支A相电流IA2及角度θA2,测量2分支B相电流IB2及角度θB2,测量2分支C相电流IC2及角度θC2
S202、以本侧A相电压
Figure RE-RE-FDA0003312162970000021
为基准,
Figure RE-RE-FDA0003312162970000022
的角度为0°,
Figure RE-RE-FDA0003312162970000023
为分支1测量的电流矢量,其与
Figure RE-RE-FDA0003312162970000024
之间的夹角为θA1
Figure RE-RE-FDA0003312162970000025
为分支2测量的电流矢量,其与本侧A相电压
Figure RE-RE-FDA0003312162970000026
之间的夹角为θA2,两个分支A相电流矢量
Figure RE-RE-FDA0003312162970000027
Figure RE-RE-FDA0003312162970000028
之间的夹角为θA1A2,根据余弦定理,两个分支合成后的电流矢量
Figure RE-RE-FDA0003312162970000029
Figure RE-RE-FDA00033121629700000210
S203、根据余弦定理,可得电流
Figure RE-RE-FDA00033121629700000211
的角度θA
Figure RE-RE-FDA00033121629700000212
S204、求取
Figure RE-RE-FDA00033121629700000213
的大小和角度θB、θC
4.根据权利要求1所述的一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法,其特征在于:在S3操作步骤中,横向矢量合成计算主变单侧CT二次三相电流是否平衡是指B、C相电流
Figure RE-RE-FDA00033121629700000214
矢量
Figure RE-RE-FDA00033121629700000215
和为
Figure RE-RE-FDA00033121629700000216
Figure RE-RE-FDA00033121629700000217
Figure RE-RE-FDA00033121629700000218
相位相反,大小相等,则本侧三相电流平衡;
横向矢量合成方法为:沿A相电流矢量反向画延长线,B、C两相电流
Figure RE-RE-FDA00033121629700000219
Figure RE-RE-FDA00033121629700000220
在该延长线上的投影之和大小与A相电流
Figure RE-RE-FDA00033121629700000221
大小相等,B、C两相电流
Figure RE-RE-FDA00033121629700000222
在A相电流矢量延长线上的投影长度计算为:
Figure RE-RE-FDA00033121629700000223
其中
Figure RE-RE-FDA00033121629700000224
为A相电流大小,
Figure RE-RE-FDA00033121629700000225
Figure RE-RE-FDA00033121629700000226
分别为B、C在A相电流矢量反向画延长线上的投影,θA为A相角度,θB和θC分别为B相、C相的角度。
5.根据权利要求1所述的一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法,其特征在于:在S4操作步骤中,纵向矢量合成计算差流是否合格,包括以下步骤:
S401、三角转星30°角补偿矢量合成;
S402、差流计算;
S403、判断差流是否合格。
6.根据权利要求5所述的一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法,其特征在于:在S401操作步骤中,三角转星30°角补偿矢量合成,包括以下步骤:
S4011、计算A相的电流矢量合成的最终量
Figure RE-RE-FDA0003312162970000031
和夹角θ′LA
Figure RE-RE-FDA0003312162970000032
为参与高中低三侧A相电流矢量合成的最终量,
Figure RE-RE-FDA0003312162970000033
Figure RE-RE-FDA0003312162970000034
之间的夹角为θAC=θLCLA
Figure RE-RE-FDA0003312162970000035
Figure RE-RE-FDA0003312162970000036
之间的夹角为θ1,
Figure RE-RE-FDA0003312162970000037
Figure RE-RE-FDA0003312162970000038
Figure RE-RE-FDA0003312162970000039
的角度θ′LA
Figure RE-RE-FDA00033121629700000310
的角度减180°再加θ1,即θ′LA=θLC-180°+θ1+30°;
S4012、计算B相的电流矢量合成的最终量
Figure RE-RE-FDA00033121629700000311
和夹角θ′LB
Figure RE-RE-FDA00033121629700000312
为参与高中低三侧B相电流矢量合成的最终量,
Figure RE-RE-FDA00033121629700000313
Figure RE-RE-FDA00033121629700000314
之间的夹角为θBA=θLBLA
Figure RE-RE-FDA00033121629700000315
Figure RE-RE-FDA00033121629700000319
之间的夹角为θ2
Figure RE-RE-FDA00033121629700000316
Figure RE-RE-FDA00033121629700000317
Figure RE-RE-FDA00033121629700000320
的角度θ′LB
Figure RE-RE-FDA00033121629700000318
的角度减180°再加θ2,即θ′LB=θLA-180°+θ2+30°;
S4013、计算C相的电流矢量合成的最终量
Figure RE-RE-FDA0003312162970000041
和夹角θ′LC
Figure RE-RE-FDA0003312162970000042
为参与高中低三侧B相电流矢量合成的最终量,
Figure RE-RE-FDA0003312162970000043
Figure RE-RE-FDA0003312162970000044
之间的夹角为θCB=θLCLB
Figure RE-RE-FDA0003312162970000045
Figure RE-RE-FDA0003312162970000046
之间的夹角为θ3,
Figure RE-RE-FDA0003312162970000047
Figure RE-RE-FDA0003312162970000048
Figure RE-RE-FDA0003312162970000049
的角度θ′LC
Figure RE-RE-FDA00033121629700000410
的角度减180°再加θ3,即θ′LC=θLB-180°+θ3+30°。
7.根据权利要求5所述的一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法,其特征在于:在S402操作步骤中,差流计算,包括以下步骤:
S4021、算出三侧额定电流,
Figure RE-RE-FDA00033121629700000411
Figure RE-RE-FDA00033121629700000412
式中,Se为变压器额定容量,UHe、UMe和ULe分别为高、中、低压侧额定电压;nH、nM和nL分别为高、中、低压侧CT变比;
S4022、使用标幺化二次矢量计算差流,高压侧得到的电流相量
Figure RE-RE-FDA00033121629700000413
Figure RE-RE-FDA00033121629700000414
与高压侧基准电流作比,得到标幺化的电流相量,中压侧得到的电流相量
Figure RE-RE-FDA00033121629700000415
与中压侧基准电流作比,得到标幺化的电流相量,低压侧的电流相量
Figure RE-RE-FDA00033121629700000416
与低压侧基准电流作比,得到标幺化的电流相量,标幺化的三相差流即为:
Figure RE-RE-FDA0003312162970000051
式中,IcdA为A相差流,IcdB为B相差流,IcdC为C相差流。
8.根据权利要求5所述的一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量合成算法,其特征在于:在S403操作步骤中,判断差流是否合格,包括以下步骤:
S4031、引入制动电流,
Figure RE-RE-FDA0003312162970000052
Figure RE-RE-FDA0003312162970000053
以制动电流为横轴,差动电流为纵轴,建立坐标系;
S4032、比率特性差流合格的判据为:Icd≤Kbl×Izd+Ics,式中,Kbl为比率制动系数,Ics为初始允许差流值,A、B、C三相差动电流和制动电流均满足比率制动差流合格的判据,则装置判定六角图测量正确,差流合格。
9.一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量检测装置,包括检测箱本体,其特征在于:所述检测箱本体的顶部安装有触摸屏,所述检测箱本体的内设置有三路电流矢量数据采集单元和三路电压矢量数据采集单元。
10.根据权利要求9所述的一种基于差流计算的主变差动保护六角图矢量检测装置,其特征在于:所述检测箱本体的一侧安装有蓝牙打印机。
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