CN1967958A - 基于波形正弦度原理的变压器励磁涌流识别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于波形正弦度原理的变压器励磁涌流识别方法。该方法利用变压器正常运行、内部短路、外部短路时波形具有正弦函数特征，而励磁涌流因其包含非周期分量、间断角不具有正弦特征，比较波形的正弦度形成区别涌流和短路故障的判据。该方法通过定义并计算波形非正弦度σS(t)，由计算出的波形非正弦度与非正弦度预值σSZd相比较作为判据识别励磁涌流和短路电流，当变压器空载合闸出现励磁涌流时，σS(t)远大于预值σSZd，判据开放，闭锁保护；当变压器发生各种内部短路时，σS(t)远小于σSZd，判据闭锁，开放保护。该方法由于基于电流波形特征，具有特征明显，判断精确，简单实用，可实现分相制动，对CT饱和也有制动作用等优势，具有很好的应用前景。

Description

基于波形正弦度原理的变压器励磁涌流识别方法
技术领域
本发明涉及电力系统，更具体地说是涉及一种基于波形正弦度原理的变压器励磁涌流识别方法，属于变压器保护技术领域。
背景技术
在电力系统中，变压器保护系统经常使用纵差动保护，变压器励磁涌流和内部短路故障仍然是当前变压器差动保护的关键问题。目前运行的变压器差动保护主要是利用励磁涌流间断角和二次谐波制动原理等构成，但在实际应用中的效果并不十分理想。它的拒动(应动作而未动作)和误动(不应动作而动作)，都会给变压器造成严重的损害，造成很大的经济损失。
二次谐波制动原理是根据变压器励磁涌流时二次谐波含量较高从而闭锁保护。但是近年来随着变压器容量越来越大，越来越长的输电线路所引起的分布电容等因素使得内部故障电流也含有较大的二次谐波，有时甚至超过励磁涌流，这导致了二次谐波制动的继电器必须经过一定延时才能做出判断，破坏了变压器保护要求的快速性。
间断角原理则是基于励磁涌流波形不连续存在间断角的特性发展起来的原理。然而对硬件要求较高，而且受CT饱和影响较大，限制了它在微机继电保护中的应用。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上保护方案中的缺陷，提出了一种基于波形正弦度原理的变压器励磁涌流识别方法，可较好地解决长期以来在高压输电系统中二次谐波制动延时以及间断角受CT饱和影响较大的问题。本发明提出用波形正弦度来判别短路故障与励磁涌流，具有特征明显，判断精确，同时对CT饱和也有制动作用等特点。
本发明的目的是通过如下的技术方案实现的，它包括如下步骤：
变压器保护装置对各侧电流互感器的电流波形经过幅值相位调整、模数转换后进行采样得到电流瞬时值；
进一步计算得到差动电流瞬时值，对此采样电流进行差分，削弱直流分量的影响；
使用经差分后的差动电流采样当前值Ii与其前四分之一周的瞬时值Ii-90°计算S(t)，定义
计算S(t)的数学期望；
计算S(t)与其数学期望的相对均方差σS(t)，并定义其为波形非正弦度，由计算出的波形非正弦度与非正弦度预值σSZd相比较作为判据。当差动电流大于制动电流时，若计算出的波形非正弦度大于σSZd，则认为变压器励磁涌流或CT饱和引起，此时应开放判据，闭锁保护；若计算出的波形非正弦度小于σSZd，则认为变压器发生内部故障引起，此时应闭锁判据，开放保护。
波形正弦度原理实现涌流判别的方法，需要采样在准确跟综波形频率的情况下，保证每周期都有相同数量的等间隔采样。通过硬件和相应软件实现频率跟踪是易于实现的。该方法由于基于电流波形特征，具有特征明显，判断精确，并可实现分相制动，同时对CT饱和也有制动作用，具有很好的应用前景。
附图说明：
图1是本发明基于波形正弦度原理的变压器励磁涌流识别方法的流程示意图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
如图1所示，本发明提出的一种基于波形正弦度原理的变压器励磁涌流识别方法，所述的方法包括如下步骤：
首先从步骤S101开始，保护装置对各侧所有电流进行采样，得到电流的瞬时采样值存入采样队列；
在步骤S102计算差动电流瞬时值并对此电流进行差分，削弱直流分量的影响；
S103步骤使用经差分后的差动电流采样当前值与其前四分之一周的瞬时值计算S(t)；
S104步骤使用S103中得到的S(t)值，计算S(t)的数学期望；
S105步骤根据S103和S104得到的结果，计算S(t)与其数学期望的相对均方差σS(t)，此值即是波形非正弦度；
S106步骤判断得到的波形非正弦度是否大于预定值σSZd，若波形非正弦度小于σSZd，进入S107闭锁判据，开放保护，若波形非正弦度大于σSZd，进入S108开放判据，闭锁保护，进入S109结束。
所述的预定值σSZd一般取值为1。
本发明中的上述方法是通过具体装置实现的，例如对电流波形进行采样得到瞬时值、计算差动电流的S(t)及其数学期望、计算S(t)与其数学期望的相对均方差σS(t)都可以通过算法由现有技术来完成。本发明是基于波形正弦度原理的变压器励磁涌流识别方法，可以用于变压器元件的继电保护系统。
根据上述的描述，本领域的技术人员可以对本发明的方法的各个步骤进行合并或分解，这些具体的变化都应当在本发明权利要求书保护的范围之内。

Claims (2)

1.一种基于波形正弦度原理的变压器励磁涌流识别方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
变压器保护装置对各侧电流互感器的电流波形经过幅值相位调整、模数转换后进行采样得到电流瞬时值；
进一步计算得到差动电流瞬时值，对此采样电流进行差分，削弱直流分量的影响；
使用经差分后的差动电流采样当前值Ii与其前四分之一周的瞬时值Ii-90°计算S(t)，定义
Figure A2006101137610002C1
计算S(t)的数学期望；
计算S(t)与其数学期望的相对均方差σS(t)，并定义其为波形非正弦度；由计算出的波形非正弦度与非正弦度预值σSZd相比较作为判据。当差动电流大于制动电流时，若计算出的波形非正弦度大于σSZd，则认为是变压器励磁涌流或CT饱和造成，此时应开放判据，闭锁保护；若计算出的波形非正弦度小于σSZd，则认为变压器发生内部故障引起，此时应闭锁判据，开放保护。
2.根据权利要求1所述的基于波形正弦度原理的变压器励磁涌流识别方法，其特征在于：所述的预定值σSZd是根据变压器发生励磁涌流和发生短路故障时的波形非正弦度确定的，一般取值为1。
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