[发明专利]变压器空载合闸非饱和区励磁电流不平衡保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统变压器保护技术领域，具体而言是涉及一种能够安全实现变压器正常空载合闸时不误动、空载合于匝间短路、相间短路、接地短路时能有较高的灵敏性、快速性和可靠性的保护方法。

背景技术

变压器是电力系统的重要的设备，在电力系统中实现能量和电压的转换。因此，变压器的安全运行关系到整个电力系统的安全与稳定。目前，国内外对变压器的保护大都采用比率制动式差动保护的原理。

采用这种保护方法，变压器面临的最严重问题是励磁涌流，为避免变压器空载合闸及外部短路故障切除后的励磁涌流引起误动，通常利用二次谐波制动原理或间断角原理鉴别励磁涌流。但是在利用二次谐波制动原理进行保护时，当变压器空载合闸，如果变压器饱和磁密度低，仍然可能产生误动，而利用间断角原理进行保护时，当电流互感器饱和时，会使涌流波形变形，造成间断角消失。变压器经长线空载合闸，由于线路分布电容的影响二次谐波制动比将小于定值而发生空载合闸的误动作。另外，利用这两种原理进行保护时，变压器空载合于匝间短路时灵敏度不够高。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种使变压器在空载合闸时使变压器不发生误动，空载合于匝间短路、相间短路、接地短路时能有较高的灵敏性、快速性和可靠性的保护方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种变压器空载合闸的非饱和区励磁电流不平衡保护方法，其由非饱和区励磁电流不平衡保护的方法组成，其中，所述非饱和区励磁电流不平衡保护方法由如下步骤组成：

S11：当变压器空载合闸时，对合闸侧的电流利用短数据窗的数值滤波法进行数字滤波；

S12：利用在非饱和区滤出的电流计算a、b、c三相电流在非饱和区的基波电流向量；

S13：当a、b、c三相电流在非饱和区的不平衡度大于整定值                                                和浮动门槛之和时，表明变压器内部发生故障，出口跳闸，

在根据本发明的一种优选实施方式中，对合闸侧的电流采用短数据窗数值滤波算法进行数字滤波由如下步骤组成：

S1：对合闸侧的电流利用短数据窗的数值滤波算法主要滤出5次、直流，为降低高次谐波用了积分滤波单元并设置了25次谐波零点，所述短数据窗滤

波的传递函数为：

在计算机中实现该数字滤波的算法为：

则，其中，为幅值， 为相位角，为数值滤波的幅频特性， A为5次谐波零点的系数；B为25次谐波零点的系数；；。

S2：利用短数据窗滤波后的两点采样电流值计算每相空载合闸励磁电流的幅值和相位角，所述电流幅值和相位角的计算方法为：

 

 

在所述步骤S1和S2中，分别表示a、b、c三相电流的当前采样值，此电流为根据变压器接线组别需要进行相位补偿的电流，在变压器为接线方式时，在Y侧空载合闸时有：

在三角形侧合闸可直接用相电流经数值滤波来计算非饱和区的电流向量。

在根据本发明的另一种优选实施方式中， 进行数字滤波时，设计的数值滤波算法的采样频率，，A为5次谐波零点的系数；，B为25次谐波零点的系数，；。

在根据本发明的再一种优选实施方式中，短数据窗滤波的数据窗要小于三相变压器空载合闸时的最小不饱和区N ms，所述N为正整数。

在根据本发明的再另一种优选实施方式中，三相变压器空载合闸时的最小不饱和区N ms至少为3ms在本周期末与下一周期初。

在根据本发明的一种优选实施方式中，计算a、b、c三相电流在非饱和区的基波电流时满足的条件是非饱和区变压器连续多点励磁电流的幅值误差和相角误差小于该变压器励磁电流幅值误差和相角误差的整定值：

如果

则有

如果

则有

其中，为励磁电流幅值误差整定值， 

   、为相角误差整定值， 

   、分别为变压器空载合闸侧每相前一采样时刻和当前采样时刻基波电流幅角计算值；

   为采样周期对应的角度，由于每周采64点，两采样点间的角度。

在根据本发明的另一种优选实施方式中，幅值误差的取值范围为1%~6%。

在根据本发明的再一种优选实施方式中，幅值误差取值为4%，取值为0.85，取值为1.15。