[發(fā)明專利]一種基于差動電流相鄰階次差分構成的平面上相鄰點距離的勵磁涌流快速識別方法

有效

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• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN103683198B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設計）人: 束洪春;曹璞璘;高利;魏萌
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: H02H7/045
• 分類號: H02H7/045
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于差動電流相鄰階次差分構成的平面上相鄰點距離的勵磁涌流快速識別方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護技術領域。

背景技術

目前變壓器的主保護為利用電氣量的縱聯(lián)差動保護和非電氣量的瓦斯保護。其中縱差保護利用變壓器一次側電流與二次側電流的差作為差流，差流超過某個整定值，即判斷為內部故障。變壓器差動保護是建立在變壓器穩(wěn)態(tài)磁路平衡的基礎上，在暫態(tài)過程中這種平衡關系可能被打破：在變壓器空載合閘、過勵磁或故障切除后電壓恢復過程中等情況下，由磁路飽和產生的數(shù)值很大的勵磁涌流會引起差動保護誤動作。因而，變壓器差動保護的難點就在于對涌流和內部故障的可靠、迅速識別，以確保保護正確動作。

圍繞電力變壓器勵磁涌流的判別,?先后涌現(xiàn)出許多方法，包括二次諧波原理、間斷角原理和波形對稱原理等。二次諧波制動法是根據勵磁涌流產生的二次諧波遠大于內部故障情況的特點，計算差流中的二次諧波含量，若其值較大則判定為涌流。但是二次諧波制動法存在如下缺點：勵磁涌流是暫態(tài)電流，不適合用傅里葉級數(shù)的諧波分析方法。因為對于暫態(tài)信號而言，傅里葉級數(shù)法的周期延拓將導致錯誤的計算結果；現(xiàn)代變壓器勵磁特性的變化，使得發(fā)生涌流時二次諧波含量低，導致保護易誤動。間斷角原理利用了涌流波形有較大間斷角的特征，通過檢測差流間斷角的大小實現(xiàn)鑒別涌流的目的，但是面臨著因電流互感器傳變引起的間斷角變形問題，同時為了提高相角比較的正確性，必須提高采樣率，并抑制A/D轉換芯片在零點附近的轉換誤差。波形對稱原理是利用差電流導數(shù)的前半波與后半波進行對稱比較以區(qū)別勵磁涌流和內部故障。該原理基于對勵磁涌流導數(shù)波寬及間斷角的分析，是間斷角原理的推廣。但是,?涌流波形與許多因素有關,?具有不確定性、多樣性，波形對稱的判定存在一定困難；在故障初瞬，故障電流并非標準正弦波,?實際系統(tǒng)中必須考慮故障情況的多樣性和故障波形的復雜性。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有的對變壓器內部故障和勵磁涌流辨識方法的不足，提出一種基于差動電流相鄰階次差分構成的平面上相鄰點距離的勵磁涌流和變壓器內部故障快速判別方法。

本發(fā)明的技術方案是：一種基于差動電流相鄰階次差分構成的平面上相鄰點距離的勵磁涌流快速識別方法，當變壓器發(fā)生內部故障或產生勵磁涌流時，保護測量裝置立即啟動，測量單元測得變壓器的三相差流，提取測量單元記錄的三相差流數(shù)據，通過三相差流數(shù)據求取各相差流的一階差分和二階差分；分別以三相的二階差分為橫軸，以對應相的一階差分為縱軸，構造三個平面；求取所構造的三個平面上所有相鄰點距離的平方和，再求取三個平方和中的最大值dist2_sum，然后求取dist2_sum所對應相的相鄰點距離平方的標準差與平均值；將所得的平均值與標準差進行積分得到Th1_sum，通過比較dist2_sum和Th1_sum來進行變壓器內部故障和勵磁涌流的判別。

所述方法具體步驟為：

（1）當變壓器發(fā)生內部故障或產生勵磁涌流時，保護測量裝置立即啟動，通過測量單元檢測并記錄三相差流；

（2）提取變壓器內部故障或勵磁涌流發(fā)生后短時窗內的三相差流數(shù)據i_A(n)、i_B(n)、i_C(n)，A、B、C為變壓器三相的編號，n為離散信號第n個采樣點；

（3）對提取的三相差流分別利用下式求取各相的一階差分函數(shù)d[1]????????????????????????????????????????????????(n)、二階差分函數(shù)d[2](n)：

d[1](n)=i(n)-i(n-1)

d[2](n)=?d[1](n)-?d[1](n-1)

式中，n為離散信號第n個采樣點；=A、B、C，為變壓器三相的編號；

（4）分別以各相d[2](n)為橫軸，以同相的d[1](n)為縱軸構造三個相鄰階次差分平面，求取各平面上相鄰點距離的平方和dist2(n)²：

?

再通過下式，分別算出每相在所構平面上的各相鄰點距離的平方和dist2_,sum，并通過最大值函數(shù)得到三個平方和中的最大值，記為dist2_sum：