[發明專利]任意移相角特種變壓器差動保護方法

無效

• 申請號: 201310675925.1
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103746338A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 郝治國;劉志遠;張保會;王俊;王小立;溫靖華
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;國網寧夏電力公司
• 主分類號: H02H7/045
• 分類號: H02H7/045
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

技術領域

本發明涉及電力系統保護裝置的實現方法，具體涉及任意移相角特種變壓器差動保護方法。

背景技術

電力變壓器是電力系統中的樞紐設備，在整個電力系統中起著能量和電壓轉換的作用。因此變壓器能否安全穩定運行直接影響到整個電力系統的安全與穩定。作為電力系統“第一道防線”的繼電保護裝置將在其中起到至關重要的作用。差動保護一直是電力變壓器的主保護，它基于基爾霍夫電流定律，具有原理簡單、靈敏度高、選擇性好的特點。但是整流變壓器由于結構和接線方式的特殊性，并不配置差動保護作為變壓器的主保護。增加電氣量保護作為整流變壓器的主保護將會對變壓器可靠運行產生很大的提高作用。

為了保證直流母線的波形的平整，減少諧波對電網的影響，往往需要增加電壓電流的脈動數，為了增加脈動數，整流變壓器中使用了特殊接線方式的移相變壓器。在整流變壓器中并聯多臺移相變壓器，每臺移相變壓器的移相角各不相同，特殊并且各不相同的移相角給繼電保護設備的整定帶來很大的困難，本發明便在此基礎上通過推導任意移相角移相矩陣，設計了任意移相角特種變壓器差動保護算法。

對于常規的變壓器差動保護，由于變壓器繞組接線組別不同引起差動回路中產生較大的不平衡電流，為此要求兩側TA二次側采用電流相位補償法接線。在變壓器微機保護中，由于軟件計算的靈活性，允許變壓器各側TA二次都按Y型接線，在開始進行差流等計算前，進行電流相位補償的數據處理。針對不同的轉角方式，變壓器差動回路中差動電流有所不同，從而影響判別勵磁涌流的效果。

對于整流變壓器而言，為了多個變壓器相配合，其設定了特殊的移相角，由于整流變壓器繞組的特殊接線形式，傳統的變壓器中設定的固定的轉角方式已經不能適應，如仍然采取原有的固定移相角的方式進行計算，差動保護的不平衡電流將進一步增加，若繼續采用躲過最大不平衡電流的整定方式整定變壓器差動保護定值，整流變壓器差動保護的靈敏性將進一步減少，并且由于相角不同帶來的不平衡電流是不可以消除的，所以很有可能因為區外故障帶來的電流波動引起保護的誤動作。同時由于差動保護靈敏性的下降，對于內部弱故障的識別能力將有所下降，并且由于各個整流變壓器的移相角均有所不同，將給定值的整定帶來很大的困難。

針對上述問題，本文推導了任意移相角的特種變壓器差動保護算法，推導的適合任意移相角的差動保護算法。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的問題，本發明提出任意移相角特種變壓器差動保護方法，具有可以適用于特殊接線方式的特種變壓器并且有接線方便、整定簡單的特點。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案予以實現：

任意移相角特種變壓器差動保護方法，包括以下步驟：

步驟1：計算任意移相角變壓器差動保護定值；

步驟2：通過變壓器差動保護裝置對應的傳感器實時采集變壓器兩側電流數據，并將步驟1計算的得到的保護定值輸入到變壓器差動保護裝置的控制系統中，變壓器差動保護裝置的控制系統利用任意移相角移相矩陣歸算電流，將變壓器兩側電流歸算到相同相位下，然后再將變壓器兩側電流數據歸算到相同電壓等級下；

所述的任意移相角移相矩陣M(θ)如下：

其中：q表示變壓器兩側電流的相角差；

通過三相電流I₁、I₂、I₃，計算零序電流I₀，計算公式I₀=(I₁+I₂+I₃)/3得到，則去除零序分量的任意移相角移相矩陣M0(θ)為：

步驟3：變壓器差動保護裝置的控制系統將步驟2歸算的電流數據帶入到變壓器差動保護判別方案中，計算變壓器保護的動作量和制動量，并通過判斷制動量與動作量的大小關系，確定變壓器是否發生內部故障，若發生內部故障，則變壓器差動保護裝置跳閘，若未發生內部故障，則變壓器差動保護裝置的控制系統返回步驟2重新計算。

步驟1所述任意移相角變壓器差動保護定值的計算方法為：采用DL/T684-1999《大型發電機變壓器繼電保護整定計算導則》中規定的變壓器縱差保護整定計算方法，同時根據任意移相角特種變壓器實際接線移相角設定移相角參數。

步驟2所述的任意移相角移相矩陣M(q)的推導方法如下：

利用對稱分量法原理，將三相相量與對稱分量之間的關系寫為：