[發(fā)明專利]緊湊型變壓器重瓦斯保護誤動預測方法和系統

有效

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• 申請日: 2014-11-11
• 公開（公告）號: CN104331567B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發(fā)明（設計）人: 王俊波;羅容波;李雷;李國偉;徐鑫;劉少輝;陳賢熙;劉昊;李新
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司佛山供電局
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 黃曉慶

技術領域

本發(fā)明涉及電氣設備安全評估領域，特別是涉及一種緊湊型變壓器重瓦斯保護誤動預測方法和系統。

背景技術

目前，電網緊湊型變壓器時常發(fā)生本體重瓦斯保護誤動，從而引起變壓器跳閘，直接影響著電力系統的供電可靠性；根據系統運行經驗，變壓器瓦斯保護裝置應能正確反映繞組匝間短路或內部絕緣電弧故障，其一旦誤動必須徹底查清誤動原因，驗證變壓器本體無故障后方可投運，這就增加了大量現場工作，因此必須采取措施杜絕重瓦斯保護誤動作。

運行經驗表明，緊湊型變壓器本體重瓦斯保護誤動作主要是電網暫態(tài)沖擊(突發(fā)短路)引起的。由于我國超高壓和高壓輸電線路運行中，雷擊引起的跳閘事故占總跳閘事故的40％～70％，尤其在像南方這樣的多雷、土壤電阻率高、地形復雜的地區(qū)，雷擊引起的跳閘率更高。當雷擊引起絕緣子串閃絡形成穩(wěn)定工頻電弧，短路電流較大時，對變電站內電氣設備安全運行具有危害性，亦可能導致緊湊型變壓器本體重瓦斯保護誤動作。

變壓器因電網暫態(tài)沖擊(突發(fā)短路)造成大面積電網停電，特別是與發(fā)電機直接相連的主變壓器的損壞將迫使發(fā)電機停止發(fā)電，嚴重影響供電的可靠性，并造成巨大的經濟損失。變壓器繞組的損壞要在現場修復是很困準的。

據統計，在1990～1996年期間，全國110kV及以上等級變壓器共發(fā)生事故409臺次，事故總容量為32306MVA.其中因電網暫態(tài)沖擊損壞的變壓器共124臺次，容量8432MVA。統計結果表明，我國110kV及以上的變壓器因電網暫態(tài)沖擊引起的變壓器損壞事故，己成為變壓器事故的首要原因，且連年呈上升趨勢。因此，為保證電網的安全運行，提高變壓器運行的可靠性，必須要求變壓器具有足夠的抗短路能力才能減少由電網暫態(tài)沖擊引起的一系列事故的發(fā)生。

對于變壓器本體重瓦斯保護誤動這一熱點技術問題，目前的研究通常是根據現場事故通過一系列規(guī)定的流程判斷變壓器重瓦斯保護動作的原因以及相應的處理方法，這是種被動的防治措施。而對于應用越來越廣泛的緊湊型油浸式變壓器，目前對于緊湊型油浸式變壓器在電網暫態(tài)沖擊下的重瓦斯誤動作的機理，缺乏相應的研究成果，無法準確預測緊湊型變壓器是否發(fā)生重瓦斯誤動作及其形成機理，導致重瓦斯誤動作事故發(fā)生的幾率居高不下，影響了緊湊型變壓器運行可靠性。

發(fā)明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種降低緊湊型變壓器重瓦斯誤動作事故發(fā)生的幾率、提高運行可靠性的緊湊型變壓器重瓦斯保護誤動預測方法和系統。

一種緊湊型變壓器重瓦斯保護誤動預測方法，包括如下步驟：

根據緊湊型變壓器的結構參數建立1:1的三維耦合的有限元模型；其中，所述有限元模型包括變壓器鐵心，以及高壓線圈、低壓線圈繞組；

根據不同短路電流幅值對所述有限元模型進行流固耦合數值計算，獲取不同幅值的短路電流與變壓器油流涌動的關系；

根據瓦斯繼電器的動作限值，并利用短路電流與變壓器油流涌動的關系預測緊湊型變壓器是否發(fā)生重瓦斯誤動作。

一種緊湊型變壓器重瓦斯保護誤動預測系統，包括：

建模模塊，用于根據緊湊型變壓器的結構參數建立1:1的三維耦合的有限元模型；其中，所述有限元模型包括變壓器鐵心，以及高壓線圈、低壓線圈繞組；

分析模塊，用于根據不同短路電流幅值對所述有限元模型進行流固耦合數值計算，獲取不同幅值的短路電流與變壓器油流涌動的關系；

預測模塊，用于根據瓦斯繼電器的動作限值，并利用短路電流與變壓器油流涌動的關系預測緊湊型變壓器是否發(fā)生重瓦斯誤動作。

上述緊湊型變壓器重瓦斯保護誤動預測方法和系統，首先根據緊湊型變壓器的結構參數建立1:1的三維耦合的有限元模型；然后通過流固耦合數值計算，仿真獲取不同幅值的短路電流與變壓器油流涌動的關系；再根據仿真結果預測緊湊型變壓器是否發(fā)生重瓦斯誤動作。該技術方案能夠降低緊湊型變壓器重瓦斯誤動作事故發(fā)生的幾率、提高緊湊型變壓器運行可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的緊湊型變壓器重瓦斯保護誤動預測方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例中緊湊型變壓器的模型示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例鐵芯三維磁密結果分布示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例緊湊型變壓器的溫度分布示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例緊湊型變壓器的高壓側繞組電磁力矢量分布示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例緊湊型變壓器內油流涌動的流速分布示意圖；

圖7為本發(fā)明的緊湊型變壓器重瓦斯保護誤動預測系統結構示意圖；