CN113922325A - 一种变压器重合闸短路电流的预测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供的一种变压器重合闸短路电流的预测方法，包括用故障录波装置，记录包括架空线路短路故障的短路电流和电压相位的故障波形，用故障录波读取装置，读取架空线路短路故障的故障波形中架空线路短路故障时的短路电流大小及电压相位，将架空线路短路故障时的短路电流大小及电压相位发送至变压器重合闸短路电流计算装置，根据架空线路短路故障时的短路电流大小及电压相位，变压器重合闸短路电流计算装置计算重合闸时，变压器可能遭受的最大短路电流，将变压器可能遭受的最大短路电流发送至上位机。将变压器可能遭受的最大短路电流与安全电流比对，可在不造成变压器短路的情况下，判断是否重合闸。

Description

一种变压器重合闸短路电流的预测方法及装置
技术领域
本申请涉及变压器重合闸短路电流预测领域，尤其涉及一种变压器重合闸短路电流的预测方法及装置。
背景技术
电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。变压器的作用是多方面的，不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使用电压，以满足用电的需要。然而，电力传送的架空线路经常发生故障。
当架空线路故障清除后，在短时间内闭合断路器，称为重合闸，由于多数架空线路故障为瞬时或暂时性的，因此重合闸是运行中常采用的自恢复供电方法之一。然而，当架空线路故障为永久性故障时，重合闸过程会对变压器产生二次冲击，架空线路短路刚发生时产生的电流使变压器导线温度急剧升高，导线的抗弯性较差，二次冲击电流则很可能导致变压器发生短路。
目前，没有能对重合闸后流经变压器可能出现的最大电流进行预估的现有技术，进而无法根据重合闸后流经变压器可能出现的最大电流，得出是否重合闸的结果。
发明内容
本申请提供了一种变压器重合闸短路电流的预测方法及装置，以解决无法根据重合闸后流经变压器可能出现的最大电流，在不造成变压器短路的情况下，判断是否重合闸的技术问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
第一方面，本申请实施例公开了一种变压器重合闸短路电流的预测方法，包括采用故障录波装置，记录包括架空线路短路故障的短路电流和电压相位的故障波形；
采用故障录波读取装置，读取架空线路短路故障的故障波形中架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位，并将架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位发送至变压器重合闸短路电流计算装置；
根据架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位，变压器重合闸短路电流计算装置计算重合闸时，变压器可能遭受的最大短路电流，并将变压器可能遭受的最大短路电流发送至上位机。
可选的，上位机将接收到的变压器可能遭受的最大短路电流与安全电流相比对，判断重合闸是否会导致对变压器的二次冲击，进而是否会导致变压器短路；
当变压器可能遭受的最大短路电流大于或等于安全电流，则上位机提示勿重合闸；
当变压器可能遭受的最大短路电流小于安全电流，则上位机提示可重合闸。
可选的，采用故障录波读取装置，读取架空线路短路故障的故障波形中架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位，包括：
故障录波读取装置读取包括但不限于架空线路短路故障时的短路电流大小、短路直流分量大小及短路电压相位的故障录波数据。
可选的，采用故障录波读取装置，读取架空线路短路故障的故障波形中架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位，还包括：
线路短路故障时的短路电流大小与短路电流的直流分量及交流分量关系，如下公式：
I1＝I1’+I2’
其中，I1’为直流分量，I2’为交流分量。
可选的，根据架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位，变压器重合闸短路电流计算装置计算重合闸时，变压器可能遭受的最大短路电流，包括：
根据架空线路短路故障时的短路电压相角、短路电流的直流和交流分量，计算短路时的阻抗，计算短路时的阻抗公式如下：
Figure BDA0003298914860000021
其中，I1为故障电流大小，e为自然常数，t为合闸时间，ω为角速度，U1m为短路时的电压峰值，Rk为短路电阻，Lk为短路电感，Rk<<Lk，α为短路时的电压角度。
第二方面，本申请实施例公开了一种变压器重合闸短路电流的预测装置，包括故障录波装置、故障录波读取装置、变压器重合闸短路电流计算装置和上位机，其中，故障录波装置与故障录波读取装置相连接，故障录波读取装置与变压器重合闸短路电流计算装置相连接，变压器重合闸短路电流计算装置与上位机相连接。
本申请的有益效果为：
本申请实施例提供的一种变压器重合闸短路电流的预测方法，包括采用故障录波装置，记录包括架空线路短路故障的短路电流和电压相位的故障波形，采用故障录波读取装置，读取架空线路短路故障的故障波形中架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位，并将架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位发送至变压器重合闸短路电流计算装置，根据架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位，变压器重合闸短路电流计算装置计算重合闸时，变压器可能遭受的最大短路电流，并将变压器可能遭受的最大短路电流发送至上位机。通过将变压器可能遭受的最大短路电流与安全电流相比对，可判断重合闸是否会导致对变压器的二次冲击，进而是否会导致变压器短路，进而可在不造成变压器短路的情况下，判断是否重合闸。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种变压器重合闸短路电流的预测方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种变压器重合闸短路电流的预测装置的结构示意图；
其中：
1-故障录波装置、2-故障录波读取装置、3-变压器重合闸短路电流计算装置、4-上位机。
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中的技术方案，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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。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，都应当属于本申请保护的范围。
为便于对申请的技术方案进行，以下首先在对本申请所涉及到的一些概念进行说明。
参见图1，本申请实施例提供了一种变压器重合闸短路电流的预测方法，包括如下步骤：
步骤S110：采用故障录波装置，记录包括架空线路短路故障的短路电流和电压相位的故障波形。
步骤S120：采用故障录波读取装置，读取架空线路短路故障的故障波形中架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位，并将架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位发送至变压器重合闸短路电流计算装置。
在一些实施例中，采用故障录波读取装置，读取架空线路短路故障的故障波形中架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位，包括：
故障录波读取装置读取包括但不限于架空线路短路故障时的短路电流大小、短路直流分量大小及短路电压相位的故障录波数据。
线路短路故障时的短路电流大小与短路电流的直流分量及交流分量关系，如下公式：
I1＝I1’+I2’
其中，I1’为直流分量，I2’为交流分量。
故障录波读取装置读取到的故障录波数据，可用于变压器可能遭受的最大短路电流的计算。
步骤S130：根据架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位，变压器重合闸短路电流计算装置计算重合闸时，变压器可能遭受的最大短路电流，并将变压器可能遭受的最大短路电流发送至上位机。
在一些实施例中，根据架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位，变压器重合闸短路电流计算装置计算重合闸时，变压器可能遭受的最大短路电流，包括：
根据架空线路短路故障时的短路电压相角、短路电流的直流和交流分量，计算短路时的阻抗，计算短路时的阻抗公式如下：
Figure BDA0003298914860000031
其中，I1为故障电流大小，e为自然常数，t为合闸时间，ω为角速度，U1m为短路时的电压峰值，Rk为短路电阻，为短路电感，Rk<<Lk，α为短路时的电压角度。当上述电压、电流及角度已知时，通过上式计算出Lk，将Lk的计算值带入上式，根据上式计算出合闸相角为0时最大的短路电流值，预测出重合闸后的短路电流最大值。
在一些实施例中，上位机将接收到的变压器可能遭受的最大短路电流与安全电流相比对，判断重合闸是否会导致对变压器的二次冲击，进而是否会导致变压器短路；
当变压器可能遭受的最大短路电流大于或等于安全电流，则上位机提示勿重合闸；
当变压器可能遭受的最大短路电流小于安全电流，则上位机提示可重合闸。可在不造成变压器短路的情况下，判断是否重合闸。
与前述一种变压器重合闸短路电流的预测方法的实施例相对应，本申请还提供了一种变压器重合闸短路电流的预测装置的实施例。如图2所示，该装置包括故障录波装置1、故障录波读取装置2、变压器重合闸短路电流计算装置3和上位机4，其中，故障录波装置1与故障录波读取装置2相连接，故障录波读取装置2与变压器重合闸短路电流计算装置3相连接，变压器重合闸短路电流计算装置3与上位机4相连接，通过将变压器可能遭受的最大短路电流与安全电流相比对，可判断重合闸是否会导致对变压器的二次冲击，进而是否会导致变压器短路，进而可在不造成变压器短路的情况下，判断是否重合闸。
由上述实施例可见，本申请实施例提供的一种变压器重合闸短路电流的预测方法，包括采用故障录波装置，记录包括架空线路短路故障的短路电流和电压相位的故障波形，采用故障录波读取装置，读取架空线路短路故障的故障波形中架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位，并将架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位发送至变压器重合闸短路电流计算装置，根据架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位，变压器重合闸短路电流计算装置计算重合闸时，变压器可能遭受的最大短路电流，并将变压器可能遭受的最大短路电流发送至上位机。通过将变压器可能遭受的最大短路电流与安全电流相比对，可判断重合闸是否会导致对变压器的二次冲击，进而是否会导致变压器短路，进而可在不造成变压器短路的情况下，判断是否重合闸。
由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。
需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (6)

1.一种变压器重合闸短路电流的预测方法，其特征在于，包括：
采用故障录波装置，记录包括架空线路短路故障的短路电流和电压相位的故障波形；
采用故障录波读取装置，读取架空线路短路故障的故障波形中架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位，并将所述架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位发送至变压器重合闸短路电流计算装置；
根据所述架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位，所述变压器重合闸短路电流计算装置计算重合闸时，变压器可能遭受的最大短路电流，并将所述变压器可能遭受的最大短路电流发送至上位机。
2.根据权利要求1所述的一种变压器重合闸短路电流的预测方法，其特征在于，还包括：
上位机将接收到的所述变压器可能遭受的最大短路电流与安全电流相比对，判断重合闸是否会导致对变压器的二次冲击，进而是否会导致变压器短路；
当所述变压器可能遭受的最大短路电流大于或等于安全电流，则上位机提示勿重合闸；
当所述变压器可能遭受的最大短路电流小于安全电流，则上位机提示可重合闸。
3.根据权利要求1所述的一种变压器重合闸短路电流的预测方法，其特征在于，所述采用故障录波读取装置，读取架空线路短路故障的故障波形中架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位，包括：
故障录波读取装置读取包括但不限于架空线路短路故障时的短路电流大小、短路直流分量大小及短路电压相位的故障录波数据。
4.根据权利要求1所述的一种变压器重合闸短路电流的预测方法，其特征在于，所述采用故障录波读取装置，读取架空线路短路故障的故障波形中架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位，还包括：
所述线路短路故障时的短路电流大小与短路电流的直流分量及交流分量关系，如下公式：
I1＝I1’+I2’
其中，I1’为直流分量，I2’为交流分量。
5.根据权利要1所述的一种变压器重合闸短路电流的预测方法，其特征在于，所述根据所述架空线路短路故障时的短路电流大小以及电压相位，所述变压器重合闸短路电流计算装置计算重合闸时，变压器可能遭受的最大短路电流，包括：
根据架空线路短路故障时的短路电压相角、短路电流的直流和交流分量，计算短路时的阻抗，计算短路时的阻抗公式如下：
Figure FDA0003298914850000011
其中，I1为故障电流大小，e为自然常数，t为合闸时间，ω为角速度，U1m为短路时的电压峰值，Rk为短路电阻，Lk为短路电感，Rk<<Lk，α为短路时的电压角度。
6.一种变压器重合闸短路电流的预测装置，其特征在于，包括：故障录波装置(1)、故障录波读取装置(2)、变压器重合闸短路电流计算装置(3)和上位机(4)，其中，所述故障录波装置(1)与所述故障录波读取装置(2)相连接，所述故障录波读取装置(2)与所述变压器重合闸短路电流计算装置(3)相连接，所述变压器重合闸短路电流计算装置(3)与所述上位机(4)相连接。
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