CN113991606B - 一种变压器的励磁涌流防误动方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变压器的励磁涌流防误动方法及装置，其方法包括从智能终端IED中获取合闸命令信号并监测合闸命令信号是否发生动作；当合闸命令信号发生动作时，获取变压器的电流采样值和电压采样值；基于电流采样值获取第一个电流采样极值以及电流相位；基于电压采样值获取第一个电流采样极值的电压相位，并结合电流相位预知变压器工作状态是否为合闸状态；将预知结果发送至保护装置，保护装置基于预知结果调节定值门槛和延时定值实现励磁涌流防误动；本发明能够对变压器工作状态进行预知，牵引变压器保护或馈线保护通过该变压器合闸状态预知结果，可以实现更快的励磁涌流防误动。
Description
技术领域
本发明涉及一种变压器的励磁涌流防误动方法及装置，属于电力系统继电保护技术领域。
背景技术
牵引变电所内的牵引变压器空载合闸后，由于其合闸角、剩磁等因素的影响，可能产生幅值比较大的励磁涌流。智能变电所中保护装置所需的电压、电流以及断路器位置分别通过合并单元和智能终端进行采集，保护装置对变压器励磁涌流的识别需要持续观察一段时间的电流波形，在这段时间内变压器差动保护有可能起动，由于此时励磁涌流波形特征还未识别导致未及时闭锁，因此，可能引起保护误动作，从而使得变压器合闸失败。另一方面，与牵引变压器并联的变压器进行空载合闸或供电臂内的自耦变压器的合闸，会在牵引变压器和牵引变电所馈线中引起穿越性和应涌流，可能引起牵引变压器保护或馈线保护误动作。为了解决上述问题，本申请提出了一种变压器的励磁涌流防误动方法及装置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种变压器的励磁涌流防误动方法及装置，以解决牵引变空载合闸后产生的励磁涌流，可能引起牵引变压器保护误动作，以及并联牵引变压器空载合闸或供电臂内的自耦变压器合闸在牵引变和馈线中引起穿越性和应涌流，可能引起牵引变压器保护或馈线保护误动作的问题。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
第一方面，本发明提供了一种变压器的励磁涌流防误动方法，包括：
从智能终端IED中获取合闸命令信号并监测合闸命令信号是否发生动作；
当合闸命令信号发生动作时，获取变压器的电流采样值和电压采样值；
基于电流采样值获取第一个电流采样极值以及电流相位；
基于电压采样值获取第一个电流采样极值的电压相位，并结合电流相位预知变压器工作状态是否为合闸状态；
将预知结果发送至保护装置，保护装置基于预知结果调节定值门槛和延时定值实现励磁涌流防误动；
其中，若预知结果达到复归条件，则将预知结果复归。
可选的，所述变压器断路器智能终端包括牵引变压器断路器智能终端、牵引变电所内的并联牵引变压器断路器智能终端以及供电臂内自耦变压器所的自耦变压器断路器智能终端；所述变压器断路器智能终端获取断路器合闸命令信号并作为虚拟遥信配置到智能终端IED中。
可选的，所述监测合闸命令信号是否发生动作包括若合闸命令信号发生由0到1的上升沿变位时，则发送动作。
可选的，所述基于电流采样值获取第一个电流采样极值及电流相位包括：
对电流采样值的无流状态进行判别，将从无流状态进入不满足无流状态的电流采样值记为第m个电流采样值Im；
从电流采样值Im开始，计算相邻电流采样值之间的差值：
ΔIm+n＝Im+n-Im+n-1
其中，ΔIm+n为电流采样值Im后第n个电流采样值Im+n与n-1个电流采样值Im+n-1的差值；
若ΔIm至ΔIm+j的差值均大于零，ΔIm+j+1的差值小于零，则电流采样值Im+j为第一次电流采样极值，所述第一次电流采样极值的电流相位趋近于90°；
若ΔIm至ΔIm+j的差值均小于零，ΔIm+j+1的差值大于零，则电流采样值Im+j为第一次电流采样极值，所述第一次电流采样极值的电流相位趋近于270°；
其中，jd≤j≤ju，jd和ju分别为预设的转变电流值后增量数量上限和下限。
可选的，所述对电流采样值的无流状态进行判别包括：
获取电流采样值的无流标志：
其中，P(i(t))为第t个电流采样值的无流标志，i(t)为第t个电流采样值，k1为小于1的采样值无流系数，Ie为变压器的额定电流；
若无流标志满足下式，则电流采样值为无流状态；
其中，td和tu分别为判别的第一个采样点和最后一个采样点，并且满足tu-td+1＝nset，nset为连续无流状态的电流采样值总数下限阈值。
可选的，所述基于电压采样值获取第一个电流采样极值的电压相位，并结合电流相位预知变压器工作状态是否为合闸状态包括：
若电压采样值Um至电压采样值Um+j-1均大于零，电压采样值Um+j+1小于零，则电流采样值Im+j的电压相位趋近于180°；若同时满足电流相位/>趋近于90°，则变压器工作状态为合闸状态；
若电压采样值Um至电压采样值Um+j-1均小于零，电压采样值Um+j+1大于零，则电流采样值Im+j的电压相位趋近于0°；若同时满足电流相位/>趋近于270°，则变压器工作状态为合闸状态。
可选的，所述复归条件包括：
电流采样值的电流幅值从tstart时刻到tstart+tset时刻之间均小于k2·Ie，其中，tstart时刻为预知结果产生时刻，tset为预设的合闸动作持续时间，k2为小于1的调节系数；或预知结果的合闸命令信号动作后的持续时间tsend小于预设值tin，set。
可选的，所述将预知结果发送至保护装置包括：
若变压器为牵引变压器，则将预知结果发送至牵引变电所的主变保护；
若变压器为并联牵引变压器或自耦变压器，则将预知结果发送至牵引变电所的主变保护和馈线保护。
可选的，所述基于保护装置调节定值门槛和延时定值实现励磁涌流防误动包括：
若预知结果为合闸状态，则：
将保护元件的定值门槛由当前定值门槛Idz，set改变为k·Idz，set；
或将保护元件的延时定值由当前延时定值tdz，set改变为s·tdz，set；
其中，k、s为大于1的调节系数；
若预知结果为非合闸状态，则：
将保护元件的定值门槛和延时定值恢复为改变之前的值。
第二方面，本发明提供了一种变压器的励磁涌流防误动装置，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据上述任一项所述方法的步骤。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
本发明提供的一种变压器的励磁涌流防误动方法及装置，通过接收变压器断路器智能终端收到的合闸命令遥信，站域保护装置在预知该遥信发生变位后对从合并单元采集的电压电流采样值的极值相位进行匹配和预知，判别变压器工作状态为合闸状态，实现了对变压器工作状态的预知；牵引变压器保护或馈线保护通过该变压器合闸状态预知结果，可以实现更快的励磁涌流防误动。本发明方法在技术实施过程中判别时间短，可以更快的实现在牵引变压器发生空载合闸励磁涌流时牵引变压器保护的防止误动作效果，以及并联牵引变压器空载合闸或供电臂内自耦变压器合闸在牵引变电所变压器或馈线中产生时穿越性和应涌流时，牵引变电所变压器保护或馈线保护防止误动作的效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种变压器的励磁涌流防误动方法流程图；
图2是本发明实施例提供的变压器空载合闸励磁涌流波形示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一：
如图1所示，本发明实施例提供的一种变压器的励磁涌流防误动方法，包括以下步骤：
步骤1、通过牵引变电所站域保护装置从智能终端IED中获取合闸命令信号并监测合闸命令信号是否发生动作；
(1)合闸命令信号的获取：
变压器断路器智能终端包括牵引变压器断路器智能终端、牵引变电所内的并联牵引变压器断路器智能终端以及供电臂内自耦变压器所的自耦变压器断路器智能终端；变压器断路器智能终端获取断路器合闸命令信号并作为虚拟遥信配置到智能终端IED中。
(2)监测合闸命令信号是否发生动作：
若合闸命令信号发生由0到1的上升沿变位时，则发送动作。
步骤2、当合闸命令信号发生动作时，通过牵引变电所站域保护装置获取变压器的电流采样值和电压采样值；
步骤3、通过牵引变电所站域保护装置基于电流采样值获取第一个电流采样极值以及电流相位；如图2所示：
(3)获取第一个电流采样极值及电流相位包括：
对电流采样值的无流状态进行判别，将从无流状态进入不满足无流状态的电流采样值记为第m个电流采样值Im；
从电流采样值Im开始，计算相邻电流采样值之间的差值：
ΔIm+n＝Im+n-Im+n-1
其中，ΔIm+n为电流采样值Im后第n个电流采样值Im+n与n-1个电流采样值Im+n-1的差值；
若ΔIm至ΔIm+j的差值均大于零，ΔIm+j+1的差值小于零，则电流采样值Im+j为第一次电流采样极值，第一次电流采样极值的电流相位趋近于90°；
若ΔIm至ΔIm+j的差值均小于零，ΔIm+j+1的差值大于零，则电流采样值Im+j为第一次电流采样极值，第一次电流采样极值的电流相位趋近于270°；
其中，jd≤j≤ju，jd和ju分别为预设的转变电流值后增量数量上限和下限。
(4)对电流采样值的无流状态进行判别包括：
获取电流采样值的无流标志：
其中，P(i(t))为第t个电流采样值的无流标志，i(t)为第t个电流采样值，k1为小于1的采样值无流系数，Ie为变压器的额定电流；
若无流标志满足下式，则电流采样值为无流状态；
其中，td和tu分别为判别的第一个采样点和最后一个采样点，并且满足tu-td+1＝nset，nset为连续无流状态的电流采样值总数下限阈值。
步骤4、通过牵引变电所站域保护装置基于电压采样值获取第一个电流采样极值的电压相位，并结合电流相位预知变压器工作状态是否为合闸状态；
(5)合闸状态预知：
若电压采样值Um至电压采样值Um+j-1均大于零，电压采样值Um+j+1小于零，则电流采样值Im+j的电压相位趋近于180°；若同时满足电流相位/>趋近于90°，则变压器工作状态为合闸状态；
若电压采样值Um至电压采样值Um+j-1均小于零，电压采样值Um+j+1大于零，则电流采样值Im+j的电压相位趋近于0°；若同时满足电流相位/>趋近于270°，则变压器工作状态为合闸状态。
步骤5、通过牵引变电所站域保护装置将预知结果发送至保护装置，基于保护装置调节定值门槛和延时定值实现励磁涌流防误动；
(6)将预知结果发送至保护装置包括：
若变压器为牵引变压器，则将预知结果发送至牵引变电所的主变保护；
若变压器为并联牵引变压器或自耦变压器，则将预知结果发送至牵引变电所的主变保护和馈线保护。
(7)基于保护装置调节定值门槛和延时定值实现励磁涌流防误动包括：
若预知结果为合闸状态，则：
将保护元件的定值门槛由当前定值门槛Idz，set改变为k·Idz，set；
或将保护元件的延时定值由当前延时定值tdz，set改变为s·tdz，set；
其中，k、s为大于1的调节系数；
若预知结果为非合闸状态，则：
将保护元件的定值门槛和延时定值恢复为改变之前的值。
其中，若预知结果达到复归条件，则将预知结果复归。
(8)复归条件包括：
电流采样值的电流幅值从tstart时刻到tstart+tset时刻之间均小于k2·Ie，其中，tstart时刻为预知结果产生时刻，tset为预设的合闸动作持续时间，k2为小于1的调节系数；或预知结果的合闸命令信号动作后的持续时间tsend小于预设值tin，set。
实施例二：
本发明实施例提供了一种变压器的励磁涌流防误动装置，包括处理器及存储介质；
存储介质用于存储指令；
处理器用于根据指令进行操作以执行根据上述任一项方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的可选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种变压器的励磁涌流防误动方法，其特征在于，包括：
从智能终端IED中获取合闸命令信号并监测合闸命令信号是否发生动作；
当合闸命令信号发生动作时，获取变压器的电流采样值和电压采样值；
基于电流采样值获取第一个电流采样极值以及电流相位；
基于电压采样值获取第一个电流采样极值的电压相位，并结合电流相位预知变压器工作状态是否为合闸状态；
将预知结果发送至保护装置，保护装置基于预知结果调节定值门槛和延时定值实现励磁涌流防误动；
其中，若预知结果达到复归条件，则将预知结果复归；
其中，所述基于电流采样值获取第一个电流采样极值及电流相位包括：
对电流采样值的无流状态进行判别，将从无流状态进入不满足无流状态的电流采样值记为第m个电流采样值Im；
从电流采样值Im开始，计算相邻电流采样值之间的差值：
ΔIm+n＝Im+n-Im+n-1
其中，ΔIm+n为电流采样值Im后第n个电流采样值Im+n与n-1个电流采样值Im+n-1的差值；
若ΔIm至ΔIm+j的差值均大于零，ΔIm+j+1的差值小于零，则电流采样值Im+j为第一次电流采样极值，所述第一次电流采样极值的电流相位趋近于90°；
若ΔIm至ΔIm+j的差值均小于零，ΔIm+j+1的差值大于零，则电流采样值Im+j为第一次电流采样极值，所述第一次电流采样极值的电流相位趋近于270°；
其中，jd≤j≤ju，jd和ju分别为预设的转变电流值后增量数量上限和下限；
所述对电流采样值的无流状态进行判别包括：
获取电流采样值的无流标志：
其中，P(i(t))为第t个电流采样值的无流标志，i(t)为第t个电流采样值，k1为小于1的采样值无流系数，Ie为变压器的额定电流；
若无流标志满足下式，则电流采样值为无流状态；
其中，td和tu分别为判别的第一个采样点和最后一个采样点，并且满足tu-td+1＝nset，nset为连续无流状态的电流采样值总数下限阈值；
所述基于电压采样值获取第一个电流采样极值的电压相位，并结合电流相位预知变压器工作状态是否为合闸状态包括：
若电压采样值Um至电压采样值Um+j-1均大于零，电压采样值Um+j+1小于零，则电流采样值Im+j的电压相位趋近于180°；若同时满足电流相位/>趋近于90°，则变压器工作状态为合闸状态；
若电压采样值Um至电压采样值Um+j-1均小于零，电压采样值Um+j+1大于零，则电流采样值Im+j的电压相位趋近于0°；若同时满足电流相位/>趋近于270°，则变压器工作状态为合闸状态。
2.根据权利要求1所述的一种变压器的励磁涌流防误动方法，其特征在于，所述变压器对应的变压器断路器智能终端包括牵引变压器断路器智能终端、牵引变电所内的并联牵引变压器断路器智能终端以及供电臂内自耦变压器所的自耦变压器断路器智能终端；所述变压器断路器智能终端获取变压器断路器合闸命令信号并作为虚拟遥信配置到智能终端IED中。
3.根据权利要求1所述的一种变压器的励磁涌流防误动方法，其特征在于，所述监测合闸命令信号是否发生动作包括若合闸命令信号发生由0到1的上升沿变位时，则发送动作。
4.根据权利要求1所述的一种变压器的励磁涌流防误动方法，其特征在于，所述复归条件包括：
电流采样值的电流幅值从tstart时刻到tstart+tset时刻之间均小于k2·Ie，其中，tstart时刻为预知结果产生时刻，tset为预设的合闸动作持续时间，k2为小于1的调节系数；或预知结果的合闸命令信号动作后的持续时间tsend小于预设值tin,set。
5.根据权利要求1所述的一种变压器的励磁涌流防误动方法，其特征在于，所述将预知结果发送至保护装置包括：
若变压器为牵引变压器，则将预知结果发送至牵引变电所的主变保护；
若变压器为并联牵引变压器或自耦变压器，则将预知结果发送至牵引变电所的主变保护和馈线保护。
6.根据权利要求1所述的一种变压器的励磁涌流防误动方法，其特征在于，所述保护装置基于预知结果调节定值门槛和延时定值实现励磁涌流防误动包括：
若预知结果为合闸状态，则：
将保护元件的定值门槛由当前定值门槛Idz,set改变为k·Idz,set；
或将保护元件的延时定值由当前延时定值tdz,set改变为s·tdz,set；
其中，k、s为大于1的调节系数；
若预知结果为非合闸状态，则：
将保护元件的定值门槛和延时定值恢复为改变之前的值。
7.一种变压器的励磁涌流防误动装置，其特征在于，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1-6任一项所述方法的步骤。
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