CN1182297A - 变压器励磁涌流对称识别的继电保护方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种变压器励磁涌流对称识别保护的方法和装置,包括电压频率转换器(VFC)、采样及差流电路、延时电路、绝对值电路和进行对称识别的比较器等组成,电抗互感器输出连至电压频率转换器,并经过串联的采样及差流电路、延时电路、绝对值电路和比较器,所述互感器采用电抗互感器,并在周期内采用多点采样,并对电流进行转换,在对称识别的比较器输入端串联积分电路。提供一种能保证对称识别的、并且能可靠动作的励磁涌流对称识别的继电保护装置。

Description

变压器励磁涌流对称识别的继电保护方法及其装置

本发明涉及对电网的继电保护方法和装置，尤其涉及到对变压器励磁涌流对称识别的继电保护方法及其保护装置。

现有投入运行的微机变压器差动继电保护中，即以励磁涌流识别为判断标准的方法及其保护装置：包括运用间断角方法和二次谐波方法。运用间断角原理的保护装置比较复杂，实现困难。二次谐波方法在原理上存在缺陷，三相变压器在励磁涌流时，可能会有某一相的二次谐波含量较小，为解决这一问题，都采用或门制动方式，即三相电流中有一相制动则对三相全部制动，但这又造成某些故障时的延时动作。例如，变压器涌流的同时发生单相内部故障，差动保护因健全相的涌流制动而不动作，大型变压器的时间常数都很大，主保护等到涌流消失才能出口，延时太长。WBZ-1201型波形对称型励磁涌流变压器继电保护装置也是一种实用装置，它用差分对差流波形进行处理，其采样互感器为电流互感器，采用瞬时值来判别对称性，若满足对称条件的点数超过阈值则动作，反之则闭锁，相邻采样点的对称程度不同，甚至相差很大，不能可靠识别对称。因此保护装置的可靠性和完全性不够。参见《电力系统自动化》1996年第四期。

本发明的目的是：提供一种能对变压器励磁涌流对称识别的继电保护方法及其保护装置，保证对称识别的电路，保证励磁涌流时不动作，而内部故障时能可靠动作的继电保护装置。

本发明的目的是这样实现的：采用电抗互感器，并对电流进行频率转换，对电流差流的半周积分值(S+、S-)进行对称比较判别，输出继电保护动作信号。

本发明装置包括互感器、电压频率转换器(VFC)、采样及差流电路、延时电路、绝对值电路和进行对称识别的比较器等组成，电抗互感器输出连至电压频率转换器，并经过串联的采样及差流电路、延时电路、绝对值电路和比较器，其特征是所述互感器采用电抗互感器，并对电流进行转换，在对称识别的比较器输入端串联积分电路。

本发明的互感器为电抗互感器、是采样及差流电路为每周期20-30点的多点采样电路，在绝对值电路的输出、比较器的同相和反相输入端均串联一对多个相邻采样点进行积分的电路。

本发明的工作机制如下：

1.采用电抗互感器滤除各路电流的非周期分量，消除由于非周期分量造成的不对称。

2.对称识别的判据：S-＞KS+    K为对称系数其中 $S-=\underset{m=0}{\overset{N/2-1}{\mathrm{\Σ}}}|i(n-m)-i(n-m-N/2)|$ $S+=\underset{m=0}{\overset{N/2-1}{\mathrm{\Σ}}}|i(n-m)+i(n-m-N/2)|$

(N为每周期采样点数，i(n)为当前电流采样值)如上判据的依据是在附有空载合闸、内部故障、外部故障时，各种理论分析和试验结果均表明，空载合闸，外部故障时，A、B、C三相都不满足上述判据，(K取8时)，而内部故障，故障相很快就满足上述判据，并动作出口。

由于S-S+都是半周积分值，其值平稳，判断明确；经过对励磁涌流的仿真分析，K值取8时能保证最苛刻的涌流情况下也不误动，而实际涌流情况要好得多。另外还可设有辅助判据，为防止当S-、S+很小时上述判据的误判。实际运行还表明：空载合闸，外部故障时，A、B、C三相都不满足

         S-＞KS+(K取8)

而内部故障时，故障相很快就满足S-＞KS+并使跳闸逻辑动作

采用多点采样及差流电路，通过积分电路计算电网电流的对称程度，利用励磁涌流的差流基本不对称、内部故障时差流基本对称的原理，可以保证对称识别、确保涌流时不误动，而一有内部故障时继电保护装置立即动作。

本发明的特点是：克服了差动保护因健全相的涌流制动而不动作，大型变压器的时间常数都很大，主保护等到涌流消失才能出口，延时太长的缺点，也克服了采用瞬时值来判别对称性，若满足对称条件的点数超过阈值则动作，反之则闭锁，相邻采样点的对称程度不同，甚至相差很大。因此不能可靠的动作的不足。提供了一种用于保证的对称识别的、并且能可靠动作的励磁涌流对称识别的继电保护装置。

以下结合附图和通过实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明电路图

图2为本实用新型放大及频率转换电路图

图3为电抗互感器的电路结构示意图

图4为本实用新型电路图的主要元件构成的电路图

图5为本发明采用微处理器来进行比较的程序框图

如图所示，图5为本发明采用微处理器来进行比较的程序框图，对采样所得的量的计算依框图中步骤进行，控制微处理器程序的写入图4所示的存储器ROM中或写入CPU附带的存储器中。此处不多述。本发明采用微处理器来进行比较的程序框图集中说明了本发明方法的特点。

图1所给出的电路中，与WBZ-1201型波形对称型励磁涌流变压器继电保护装置类似，电压频率转换器VFC为NVFC-6型，唯互感器为电抗互感器AC，与南瑞继电保护总公司生产的LFP971C、LFP972C型励磁涌流变压器继电保护装置所使用的组成电路相同。图中采样和差流电路见图2的说明，延时T/2即为半周期延时电路，ABS(×)为绝对值电路，积分器为常规逻辑电路或通过微处理器使其累加，K为幅度调节因子，比较器可采用常规的逻辑电路硬件，亦可以微处理器来实现。其输出分别由三相放大驱动跳闸逻辑，图2为本实用新型放大及频率转换电路图亦与常规电路相同，MCl741为放大器，起调整作用，AD651实现电压频率转换，8254为计数器，将频率信号转换为数字信号，在此图中，S10-S12为拨轮开关`作调零使用，IA2为已转化为电压信号的电流，F4为频率信号。采样及差流电路为每周期20-30点的多点采样电路CPU，在绝对值电路的输出、比较器的同相和反相输入端均串联一对多个相邻采样点进行积分的电路。采用多点采样及差流电路，统计平均相邻采样点的量，保证其对称程度相同，交流电流经电抗互感器后，变成相应的电压信号，通过放大器和电压频率转换，再经过计数器计数，即可转换为适于计算机处理的数字信号，对称识别可以通过软件实现。在图3电抗互感器的电路结构示意图中，i1为欲采样的电流，经互感器L在其次极产生了与初级电流变化量成正比的电压u，此电压再经电压频率转换器转换。W`C为可调电阻和电容。在图4中电网的电流i经电抗互感器得到电压u，然后经过MCl741构成的放大器放大后再经过A/D转换电路AD651后得到频率信号f，尔后经过计数器8254输入微处理器CPU，存储器可以是ROM和RAM。

Claims (3)

1.一种变压器励磁涌流对称识别保护方法，其特征是对电网采样的互感器采用电抗互感器，并对电流进行频率转换，并且对电流差流的半周积分值(S+、S-)进行对称比较判别，输出继电保护动作信号。

2.一种变压器励磁涌流对称识别保护装置，包括互感器、电压频率转换器(VFC)、采样及差流电路、延时电路、绝对值电路和进行对称识别的比较器等组成，电抗互感器输出连至电压频率转换器，并经过串联的采样及差流电路、延时电路、绝对值电路和比较器，其特征是所述互感器采用电抗互感器，并对电流进行转换，在对称识别的比较器输入端串联积分电路。

3.由权利要求1所述的变压器励磁涌流对称识别保护装置，其特征是采样及差流电路为每周期20-30点的多点采样电路，在绝对值电路的输出、比较器的同相和反相输入端均串联一对多个相邻采样点进行积分的电路。

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