[发明专利]基于比幅判据识别励磁涌流的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压器差动保护中识别励磁涌流和故障电流的方法。

背景技术

为了保证变压器的安全运行，必须配备差动保护，而变压器的励磁涌流一直是变压器差动保护误动的重大隐患。

目前常用识别励磁涌流的原理包括：

采用波形识别方法鉴别励磁涌流，即利用差动电流一个周波内正负半波矢量和的积分值与一个周波的积分值的比值进行鉴别，本质上一般仅对偶次谐波或者奇次谐波起作用，没有从波形本质上反映波形的不对称情况，给空投时差动保护的误判带来了一定的影响。

利用波形对称法--波形不对称度k值来鉴别励磁涌流和故障，其原理要求装置的采样率较高，且不对称度k值受到系统影响较难整定，并且在变压器低压侧接入电容器时难以找到合适的k值。

发明内容

本发明的目的在于，利用故障时差动电流波形的对称性，励磁涌流情况下波形的不对称性，基于波形时间窗和波形幅值对称性的比幅式判据判断励磁涌流，根据差流当前采样值和差流浮动门槛值完成正负半波波形的对称度的比较，来判断是励磁涌流还是故障。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

对于变压器的励磁涌流波形，主要有两种波形特征，一种是偏于时间轴一侧的励磁涌流，正负半波不对称，另一种是对称性的励磁涌流，但是波形本身关于前后半周波不对称；对于故障时差动电流波形，一种是关于前后半周波正负半波对称，另一种是带有偏移直流分量的故障波形，随着偏移直流分量的衰减，最终达到关于前后半周波正负半波对称。

根据故障时差动电流波形的对称性，励磁涌流情况下波形的不对称性，来完成比幅判据鉴别励磁涌流和故障波形。

利用比幅判据识别励磁涌流的方法根据波形的正负半周对称性进行涌流判断，如图1，故障波形是一正弦对称的，虚线为判定门槛，当差动电流采样大于正门槛（或者小于负门槛）的时间大于时间T3，则延时T8，然后展宽时间T5，若在该展宽时间T5之内有时间T3的差动电流采样小于负门槛（或者大于正门槛），则认为波形具有故障特征，比幅判据开放。

1）关于求取差流的浮动门槛的方法：

A 变压器在空投过程中或有故障发生时，波形会含有较大分量的直流，考虑去除偏移直流分量的影响，同时针对空投励磁涌流的波形较故障电流的波形边沿比较陡，先将差动样本电流进行差分运算 

                                                                （1）

式（1）中为当前差动电流采样，为差动电流前m点的采样，为当前差动电流差分后的采样电流；

B考虑大型变压器的励磁涌流的最不利情况下，最小间断角为60度的情况，对差分后的差动样本电流进行s点间的积分； 

          

为差动电流差分后s点间的积分值；

C根据当前的积分值，获取波形间断的浮动门槛值，具体的调节方法：

为预设的两个系数，为当前积分值的浮动门槛值；

2）根据当前差流采样值与浮动门槛进行涌流判据的判断：当满足的时间大于时间T3，则进行延时T8，然后展宽时间T5，在展宽时间T5内有时间T3的满足，则认为具有故障特征，比幅判据开放；

或者

当满足的时间大于时间T3，则进行延时T8，然后展宽时间T5，在展宽时间T5内有时间T3的满足，则认为具有故障特征，比幅判据开放。

本发明的有益效果如下：本发明利用基于波形前后半周正负半波对称性的比幅式判据判断励磁涌流法，适用于电力系统变压器差动保护，对于不对称涌流、对称性涌流可以可靠闭锁，对于区内偏移直流分量的故障波形会延时可靠开放；对于单侧电源区内故障CT饱和的情况下，能可靠开放。确保电力变压器的安全稳定运行。

附图说明

图1 为本发明利用比幅式判据判断励磁涌流的示意图。

图2为本发明利用比幅式判据处理励磁涌流的结果。

图3本发明利用比幅式判据处理故障电流的结果

 具体实施方式

以每个周波40点采样为例。

1）变压器在空投过程中或有故障发生时，波形会含有较大分量的直流，考虑去除偏移直流分量的影响，同时针对空投励磁涌流的波形较故障电流的波形边沿比较陡，先将差动电流采样进行6点的差分运算 

            （1）

式（1）中为当前差动电流采样，为差动电流前6个点的采样，为当前差动电流差分后的采样电流。