[发明专利]差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护方法和装置

说明书

本发明公开了一种差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护方法和装置，通过串联变压器网侧绕组两侧电压互感器的二次电压判别电压互感器是否断线；若其中一个断线，则发出告警，停止计算差动保护动作门槛值；若两侧电压互感器均未断线，计算串联变压器网侧绕组电压标幺值的浮动门槛值，根据浮动门槛值计算差动保护动作门槛值；响应于差动保护动作门槛值抬高判据，抬高差动保护动作门槛值；根据串联变压器网侧和阀侧电流计算差动保护差动电流和制动电流，响应于差动电流和制动电流满足动作方程，差动保护动作。本发明通过网侧绕组电压浮动门槛自适应调整差动保护动作门槛值，提高了差动保护反映串联变压器匝间故障的灵敏度。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护方法和装置。

背景技术

统一潮流控制器(UPFC)作为功能最为全面的新一代混合型柔性交流输电设备，通过对交流输电线路的电压、阻抗和相角等参数进行实时精确控制，既能实现线路潮流的精确控制，优化系统潮流控制方式，又能调节无功功率，提高电压稳定性，同时还可以增强系统阻尼，提高系统稳定性。

如图1所示，串联变压器是换流器和电网系统交换功率的节点，其网侧绕组直接串联接在线路中，主要功能包括：实现UPFC系统和交流系统的电气隔离；限制系统短路电流，保护换流阀。串联变压器和普通变压器相比，具有如下特点：串联变压器额定电压低，容量小；串联变压器工作磁密低，具有抗短时过电压和过激磁的能力；串联变压器绝缘水平要求较高，整体结构需要特殊的绝缘设计；串联变压器网侧绕组会流过较大的短路电流，绕组抗短路能力要求高。

串联变压器差动保护基于网侧和阀侧绕组的磁势平衡原理，由网侧绕组电流和阀侧绕组电流构成，当经过额定电流标幺计算后的网侧和阀侧电流相量和(差流)大于差动动作门槛且满足差动比率制动特性时，差动保护动作出口，从系统中隔离串联变压器。由于UPFC系统工作时会调节网侧绕组电压大小，通常情况下，网侧绕组电压小于额定电压，绕组匝间特别是小匝间短路时差流大小主要由网侧绕组电压、系统短路阻抗和线路阻抗决定，网侧绕组电压低于额定电压时，差流较小，差动保护灵敏度不足。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护方法和装置，解决了差动动作门槛不能自适应调整导致匝间短路故障差动保护灵敏度不足的问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：一种差动动作门槛自适应的串联变压器差动保护方法，包括：

通过串联变压器网侧绕组两侧电压互感器的二次电压判别电压互感器是否断线；若其中一个断线，则发出告警，停止计算差动保护动作门槛值；若两侧电压互感器均未断线，计算串联变压器网侧绕组电压标幺值的浮动门槛值，根据浮动门槛值计算差动保护动作门槛值；

响应于差动保护动作门槛值抬高判据，抬高差动保护动作门槛值；

根据串联变压器网侧和阀侧电流计算差动保护差动电流和制动电流，响应于差动电流和制动电流满足动作方程，差动保护动作。

进一步的，电压互感器是否断线判据为：

其中，U₁为电压互感器二次电压的正序电压，U₂为电压互感器二次电压的负序电压。

进一步的，所述若两侧电压互感器均未断线，计算串联变压器网侧绕组电压标幺值的浮动门槛值，根据浮动门槛值计算差动保护动作门槛值，包括：

1)计算串联变压器网侧绕组电压U_turn为：

分别为：网侧绕组两侧电压互感器二次电压相量；

2)计算串联变压器网侧绕组电压标幺值为：