[發明專利]一種變壓器自適應保護裝置及其保護方法

有效

• 申請號: 201010265481.0
• 申請日: 2010-08-27
• 公開（公告）號: CN101931212A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 郝治國;張保會;閆晨光;任曉菲
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02H7/045
• 分類號: H02H7/045
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種變壓器自適應保護裝置，其特征在于：該裝置包括速動單元、故障分量單元、空載合閘單元、參數辨識及門檻值整定單元。

2.如權利要求1所述一種變壓器自適應保護裝置的保護方法，其特征在于，按照如下步驟：

①保護裝置在上電啟動之后，設定被保護變壓器的銘牌參數：短路電壓u_k％、短路損耗p_k％、變壓器額定容量S_b、變壓器額定電壓U_b、額定電流I_b，變壓器額定變比n_B；

②實時采集變壓器原邊三相繞組電壓電流數據u_1j、i_1j，j為A、B、C三相，副邊三相繞組電壓電流數據u_2j、i_2j，根據變壓器各側電流數據突變量判定保護元件是否啟動；

③保護啟動后利用變壓器速動保護元件快速識別變壓器保護區內嚴重故障，保護動作時間隨故障嚴重程度增加而減小；若速動保護元件動作，跳閘切除故障，同時整套裝置復歸；當速動元件未動作時，通過判別保護啟動前變壓器副邊繞組電流幅值來判斷變壓器處于空載合閘狀態還是負載運行狀態；

④若此時變壓器處于空載合閘狀態，則保護采用頻域保護元件來判斷變壓器是否區內故障，若是則保護發出跳閘信號切除故障，同時整套裝置復歸，若否則返回步驟②；

⑤若變壓器處于負載運行狀態，則保護采用故障分量保護元件來判斷變壓器是否區內弱故障，若是則保護發出跳閘信號切除故障，同時整套裝置復歸；若非進入參數辨識更新元件對保護參數和動作保護門檻值進行實時更新，返回步驟②重新采集下一時刻變壓器各側電壓電流信息。

3.如權利要求2所述一種變壓器自適應保護裝置的保護方法，其特征在于：采用基于等值方程變壓器保護原理，

對于三相雙繞組變壓器，原邊繞組電壓方程為：

副邊電壓回路等值方程為

式中，u_1j、u_2j為原副邊各相繞組相電壓，i_1j、i_2j為原副邊各相繞組相電流，ψ_mj為繞組匝鏈的磁鏈，r_1j、r_2j及L_1j、L_2j為原副邊各相繞組電阻和漏電感；利用變壓器原、副邊電壓回路方程(1)、(2)，消去互感磁鏈，從而得到只包含原、副邊電壓和電流的等值方程(3)：?

當變壓器保護區內發生故障時式(3)不再成立，因此通過判別式(3)是否成立來判斷是否變壓器保護區內發生故障。

4.如權利要求2所述一種變壓器自適應保護裝置的保護方法，其特征在于參數在線辨識及門檻值自適應整定，實現步驟為：

式(3)中，繞組漏電感參數L_1j、L_2j無法直接測量，利用變壓器正常運行電壓電流數據根據式(3)對繞組漏電感參數L_1j、L_2j進行在線辨識獲取；

由于互感器電壓、電流測量存在誤差，同時繞組電阻及漏電感參數值存在偏差，因此正常運行狀態下式(3)等號右側為不等于零的值記為K_ubj，電壓互感器瞬時最大誤差為ε_ujmax；

自適應設定的保護門檻值包括SK_ubj和Sε_ujmax，其中SK_ubj為正常運行時K_ubj一周波絕對值之和，Sε_ujmax電壓互感器最大誤差一周波絕對值之和，根據電壓互感器最大相對誤差δ_1jmax、δ_2jmax計算，即

。