[发明专利]调压补偿变压器励磁涌流闭锁方法

说明书

一种调压补偿变压器励磁涌流闭锁方法，涉及一种电力系统继电保护的方法，特别涉及一种用于特高压电网中调压补偿变压器励磁涌流闭锁的方法。该方法包括：计算变压器各侧相电流和变压器纵差各相差流的直流分量、基波、二次谐波、三次谐波及波形不对称度，计算出浮动的励磁涌流综合闭锁定值；根据上述计算结果，计算涌流系数综合判据，并将该判据值与励磁涌流综合闭锁定值进行比较，给出谐波含量标志；使用基波电流进行计算，并置位分相动作标志；根据计算的分相动作标志和励磁涌流闭锁标志，识别是励磁涌流还是内部故障，实施对变压器的保护。本发明既能保证空投于区内故障时的速动性，又能保证在励磁涌流内部定值附近时通过浮动门槛实现可靠闭锁。

技术领域

本发明涉及一种电力系统继电保护的方法，特别涉及一种用于特高压电网中调压补偿变压器励磁涌流闭锁的方法。

背景技术

为了提高变压器的效率、缩小其尺寸，大容量超高压等级一般选用自耦变压器，采用自偶变压器在特高压电网中具有改善系统稳定性的优点。特高压自耦变压器通常由主体变压器和调压补偿变压器组成，其独特的配置对励磁涌流闭锁差动保护提出了新的要求。

在变压器空载投入电源或外部故障切除后电压恢复过程中，变压器铁心中的磁通急剧增大，铁心瞬间饱和，出现很大且具有衰减特性的励磁涌流。励磁涌流将通过电源侧电流互感器流入差动回路，若不采取躲开励磁涌流的措施将导致保护误动作。

长期以来，在实施变压器差动保护时，继电保护对区外故障的最大不平衡电流与内部故障的灵敏度之间矛盾的解决措施主要是采用比率制动方法，其制动特性由三折线段组成。解决正确识别励磁涌流和内部故障的方法主要有二次谐波制动方法和波形识别方法等。

常规二次谐波涌流制动方法是在任一相差流涌流制动时，闭锁全部三相比率差动保护，称为“或”制动逻辑。单相差流涌流制动时闭锁该相比率差动保护，即分相制动方式，称为“与”制动逻辑。若单纯用“或”制动逻辑进行制动，空投于故障变压器时，差动保护的动作速度有可能较慢。若单纯用“与”制动逻辑制动，空投于无故障变压器时，差动保护有可能误动。

随着电力变压器工作磁通密度的提高，励磁涌流中二次谐波含量将越来越小，使得传统的二次谐波制动判据无法有效闭锁差动保护。工程实际应用中已发生多起由此引起的变压器误动事件，若单纯依靠降低谐波制动系数整定值，又会降低变压器差动保护的灵敏性。同时，特高压调压补偿变压器的应用中存在励磁涌流极低的情况，二次谐波含量约5％～8％之间，传统励磁涌流判据不能有效闭锁差动保护，存在误动的可能。此外，《关于Q/GDW 1161-2013《线路保护及辅助装置标准化设计规范》及Q/GDW 1175-2013《变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范》的增补说明》要求：取消二次谐波闭锁控制字及定值。该项规定释放了对传统励磁涌流原理的束缚，鼓励继保厂家采用综合判据提升装置特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调压补偿变压器励磁涌流闭锁方法，可正确识别励磁涌流和内部故障，在保证速动性的基础上，提高继电保护的可靠性，保证电力系统安全运行。

本发明的目的可以这样实现，设计一种调压补偿变压器励磁涌流闭锁方法，包括以下步骤：

A、计算变压器各侧相电流的直流分量、基波、二次谐波、三次谐波及波形不对称度和变压器纵差各相差流的直流分量、基波、二次谐波、三次谐波及波形不对称度；

基波、二次谐波和三次谐波的计算公式如下：

实部：

虚部：

幅值：

式中，N：基波信号1周波采样点数；n：起始采样点；m：第m次谐波，当m＝1，2，3时，分别对应基波、二次谐波、三次谐波；i(k)：第k次电流采样值；

对原始采样电流中的直流分量进行抽取，直流分量及直流分量权重计算公式为：