一种特高压调压变压器差动保护方法技术

本发明专利技术涉及一种特高压调压变压器差动保护方法，包括：根据特高压调压变压器原边侧电流的确定所述调压变压器的差动电流值Id；如果所述Id小于差动电流定值，则差动保护返回，否则进入下一步骤；检测所述Id中的二次谐波含量P2nd是否小于谐波含量定值K2nd，如果是则判断调压变压器运行时发生区内故障，差动保护立刻动作，否则进入下一步骤；计算二次谐波变化率C(k)，检测C(k)是否满足动作判据，如果是则判断调压变压器遭受直流偏磁后导致铁心饱和时发生区内故障，二次谐波含量发生突变；否则进入下一个采样点的计算比较。本发明专利技术技术方案能够避免在直流偏磁工况下发生故障时特高压调压变压器保护传统判据因受二次谐波闭锁而拒动，不受直流偏磁的影响。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及电力系统继电保护
，更具体涉及一种特高压调压变压器差动保护方法。
技术介绍
：随着我国“西电东送，南北互供，全国联网”以及交直流互联超高压/特高压网架的建设，直流输电以其独特的技术优势在我国电网发展中发挥着重要的作用。目前，我国己有葛洲坝－南桥、三峡－广州、贵州－广州、三峡－常州等数条高压直流输电工程投入运行。但采用直流输电技术后对常规的交流电网及其设备产生了一定的影响，其中当直流输电系统采用单极大地回路或双极回路不平衡运行方式时，系统不同接地极之间存在电位差，系统与大地构成回路，造成直流电流经变压器接地中性点流入交流电网，引起直流偏磁现象，对电网的安全稳定运行产生了较大的影响。特别地，近年来我国沿海地区电网发生了多起变压器中性点入侵直流电流事件，造成变压器异常温升，振动噪声加剧等现象。直流偏磁发生时，变压器铁心磁通趋近或达到饱和，导致励磁电流畸变，产生大量谐波，使铁心无功损耗增大，变压器金属结构件损耗增加，导致局部过热现象，破坏绝缘，降低变压器使用寿命。特别地，特高压变压器结构复杂，调压绕组采用分体式结构，与主变压器公共绕组串联。调压变压器容量相对于主变压器很小，且饱和点较低，受特高压变压器运行工况影响明显。当直流电流从中性点入侵到调压变压器中，和调压变压器的励磁电流叠加，可能引起其工作点偏移线性区而进入饱和区。若直流偏磁现象严重，则使得调压变压器铁心严重饱和，当其发生区内故障时，传统的二次谐波动作判据将无法准确识别故障，造成拒动情况。此外，直流偏磁除了对变压器本体产生影响外，对交流电网的继电保护系统也有着潜在的威胁。直流偏磁引起的变压器铁心饱和致使大量谐波注入系统，对电网继电保护及其他安全自动装置造成了不同程度的影响，严重时可能导致继电保护装置误动作，给电网安全稳定运行带来巨大威胁。目前，1000kV特高压变压器的主保护为的主变压器的速断差动保护，简称大差保护，调压变压器和补偿变压器也单独配置了差动保护。但实验结果表明，调压变压器差动保护在变压器发生直流偏磁又发生区内故障时有拒动的可能性，现阶段特高压调压变压器差动保护在直流偏磁情况下仍存在一定的局限性。因此，亟需寻找一种计及直流偏磁影响的特高压调压变压器差动保护新方法，确保特高压变压器以及整个特高压电网的安全运行。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种特高压调压变压器差动保护方法，能够避免在直流偏磁工况下发生故障时特高压调压变压器保护传统判据因受二次谐波闭锁而拒动，不受直流偏磁的影响。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种特高压调压变压器差动保护方法，所述调压变压器副边侧设有测量其电流的电流互感器CT5，在靠近所述调压变压器原边侧绕组处，与所述特高压主变压器公共绕组串联电流互感器CT4；在靠近所述调压变压器原边绕组处，与特高压补偿绕组副边侧绕组串联电流互感器CT6，所述方法包括：根据特高压调压变压器原边侧电流的确定所述调压变压器的差动电流值Id；如果所述Id小于差动电流定值，则差动保护返回，否则进入下一步骤；检测所述Id中的二次谐波含量P2nd是否小于谐波含量定值K2nd，如果是则判断调压变压器运行时发生区内故障，差动保护立刻动作，否则进入下一步骤；计算二次谐波变化率C(k)，检测C(k)是否满足动作判据，如果是则判断调压变压器遭受直流偏磁后导致铁心饱和时发生区内故障，二次谐波含量发生突变；否则进入下一个采样点的计算比较。所述特高压调压变压器原边侧电流根据电流互感器测得且通过下式确定：其中，电流互感器CT5的测量电流，KRegu为调压变压器原边绕组匝数与副边绕组匝数的比值。所述差动电流值Id通过下式确定：其中，和为电流互感器CT4和CT6的测量电流值。所述二次谐波变化率C(k)通过下式确定：检测C(k)是否小于-50％，如果是则继续计算C(k+1)，检测C(k+1)是否小于-50％，若连续6个采样点的C(k)均满足低于-50％，则判断是调压变压器受直流偏磁影响而造成铁心饱和时发生区内故障；，如果C(k)不是小于-50％则进入下一个采样点的计算比较。所述差动电流定值整定为0.2IN，其中IN为折算到调压变压器原边侧的额定电流值。所述谐波含量定值可人工整定。所述谐波含量定值人工整定为15％。和最接近的现有技术比，本专利技术提供技术方案具有以下优异效果1、本专利技术技术方案针对直流偏磁情况下特高压调压变压器铁心饱和引起差动保护二次谐波闭锁而发生拒动情况提出；2、本专利技术技术方案保证了正常运行工况下特高压调压变压器发生故障差动保护准确可靠动作；3、本专利技术技术方案对于受直流偏磁影响而造成铁心饱和后调压变压器发生区内故障时，差动保护也能够可靠迅速动作，保证调压变压器安全可靠运行；4、本专利技术技术方案在传统的二次谐波判据上增添了计及直流偏磁影响下新的动作判据，一方面在特高压变压器在正常运行工况下发生区内故障时，二次谐波闭锁判据开放，能够可靠动作；另一方面特高压变压器受到直流偏磁影响铁心饱和后再发生区内故障时，仍可能利用二次谐波含量在故障瞬间发生突变这一本质特性，使得二次谐波闭锁开放，判断为区内故障；5、本专利技术技术方案无论是空充涌流、和应涌流或者恢复性涌流，涌流情况下差流的二次谐波含量突变量为正，即二次谐波含量突增；若调压变受直流偏磁影响，故障瞬间，二次谐波含量突减，因此利用二次谐波图变量作为开放差动保护的判据可准确闭锁励磁涌流，而在故障情况下准确开放；6、本专利技术技术方案动作可靠性高，工程适用性较强，对于特高压调压变压器保护配置具有一定的工程实际意义。附图说明图1是本专利技术实施例特高压变压器结构及电流互感器配置示意图；图2是本专利技术实施例特高压变压器遭受直流偏磁后，在中性点处测量到的流经中性点的电流波形示意图；图3是本专利技术实施例特高压调压变压器归算至标幺值的A相差动电流波形示意图；图4是本专利技术实施例特高压调压变压器A相差动电流的二次谐波含量趋势示意图；图5是图3在24.8s到25.4s的放大图；图6是图4在24.8s到25.4s的放大图；图7是本专利技术实施例A相C(k)的判断值示意图；图8是本专利技术实施例A相差动电流的二次谐波含量趋势示意图在24.6s到25.3s的放大图；图9是本专利技术实施例A相C(k)的判断值示意图；图10是本专利技术实施例特高压调压变压器归算至标幺值的C相差动电流波形示意图在4.5s到8s的放大图；图11是本专利技术实施例特高压调压变压器归算至标幺值的C相差动电流的二次谐波含量趋势示意图在4.96s到5.1s的放大图；图12是本专利技术实施例C相C(k)的判断值示意图；图13是本专利技术实施方式中计及直流偏磁对特高压调压变压器差动保护影响流程示意图。具体实施方式下面结合实施例对专利技术作进一步的详细说明。实施例1：本例的专利技术提供一种特高压调压变压器差动保护方法，克服现有技术中的不足，在单极大地回路或双极回路不平衡运行方式下，系统不同接地极之间存在电位差，系统与大地构成回路，造成直流电流经变压器接地中性点流入交流电网，针对特高压调压变压器发生直流偏磁而导致铁心饱和，再发生区内轻微故障时差动保护因受二次谐波闭锁不能正确动作的情况提出合理的解决措施，保证超/特高压变压器的安全稳定运行。所述方法包括如图13所示：(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种特高压调压变压器差动保护方法，所述调压变压器副边侧设有测量其电流的电流互感器CT5，在靠近所述调压变压器原边侧绕组处，与所述特高压主变压器公共绕组串联电流互感器CT4；在靠近所述调压变压器原边绕组处，与特高压补偿绕组副边侧绕组串联电流互感器CT6，其特征在于：所述方法包括：根据特高压调压变压器原边侧电流的确定所述调压变压器的差动电流值Id；如果所述Id小于差动电流定值，则差动保护返回，否则进入下一步骤；检测所述Id中的二次谐波含量P2nd是否小于谐波含量定值K2nd，如果是则判断调压变压器运行时发生区内故障，差动保护立刻动作，否则进入下一步骤；计算二次谐波变化率C(k)，检测C(k)是否满足动作判据，如果是则判断调压变压器遭受直流偏磁后导致铁心饱和时发生区内故障，二次谐波含量发生突变；否则进入下一个采样点的计算比较。

【技术特征摘要】
1.一种特高压调压变压器差动保护方法，所述调压变压器副边侧设有测量其电流的电流互感器CT5，在靠近所述调压变压器原边侧绕组处，与所述特高压主变压器公共绕组串联电流互感器CT4；在靠近所述调压变压器原边绕组处，与特高压补偿绕组副边侧绕组串联电流互感器CT6，其特征在于：所述方法包括：根据特高压调压变压器原边侧电流的确定所述调压变压器的差动电流值Id；如果所述Id小于差动电流定值，则差动保护返回，否则进入下一步骤；检测所述Id中的二次谐波含量P2nd是否小于谐波含量定值K2nd，如果是则判断调压变压器运行时发生区内故障，差动保护立刻动作，否则进入下一步骤；计算二次谐波变化率C(k)，检测C(k)是否满足动作判据，如果是则判断调压变压器遭受直流偏磁后导致铁心饱和时发生区内故障，二次谐波含量发生突变；否则进入下一个采样点的计算比较。2.如权利要求1所述的一种特高压调压变压器差动保护方法，其特征在于：所述特高压调压变压器原边侧电流根据电流互感器测得，且通过下式确定：I·CT5′=I·CT5KRegu]]>其中，电流互感器CT5的测量电流，KRegu为调压变压器原边绕组匝数与副边绕组匝数的比值。3.如权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国生，周泽昕，刘亚东，王文焕，郑涛，陆格野，王德林，吕鹏飞，裘愉涛，潘武略，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，华北电力大学，国网山东省电力公司，国网浙江省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京;11