断路器选相重合闸过程中空载变压器励磁涌流的判别方法技术

本发明专利技术公开了一种断路器选相重合闸过程中空载变压器励磁涌流的判别方法，具体步骤包括：当断路器选相重合闸过程中发生过电流时，基于合闸相数及合闸相电流特点，建立等效电路和相应电压方程；根据电压、电流采样值，计算出各采样时刻的等效电感值并取其平均值；将平均等效电感值与阈值比较，大于等于阈值时为励磁涌流情况，小于阈值时为短路故障情况，如果平均等效电感值不只一个，平均等效电感值全部大于等于阈值时为励磁涌流情况，否则为短路故障情况。本发明专利技术可以在断路器选相重合闸过程中准确识别空载变压器励磁涌流，有效提高故障识别准确率和重合闸成功率。

【技术实现步骤摘要】
断路器选相重合闸过程中空载变压器励磁涌流的判别方法所属领域本专利技术涉及一种断路器选相重合闸过程中空载变压器励磁涌流的判别方法，属于真空断路器领域。
技术介绍
电力系统中广泛采用了自动重合闸，即当断路器跳闸后能够自动地将断路器重新合闸，当重合于永久性故障时，断路器再次断开线路。选相控制技术能够实现断路器分相合闸以及在特定相位合闸。当电力系统中存在空载变压器时，断路器选相重合闸可能使得变压器铁芯磁路严重饱和，变压器励磁电流急剧增加，出现励磁涌流现象。励磁涌流可能会达到几倍的额定电流，可能被误判为断路故障。目前大型变压器采用二次谐波制动和间断角制动等方法识别励磁涌流，但还是不能完全避免保护装置误动作，而且这些方法仅应用于三相同步合闸情况，对于断路器选相重合闸过程缺乏适用性。
技术实现思路
技术问题：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种断路器选相重合闸过程中空载变压器励磁涌流的判别方法。解决断路器选相重合闸时，空载变压器励磁涌流被误判为短路故障，导致选相重合闸失败的问题。技术方案：为实现上述目的，本专利技术的一种断路器选相重合闸过程中空载变压器励磁涌流的判别方法包括如下步骤：当断路器选相重合闸过程中发生过电流时，基于合闸相数及合闸相电流特点，建立等效电路和相应电压方程；根据电压、电流采样值，计算出各采样时刻的等效电感值并取其平均值；将平均等效电感值与阈值比较，大于等于阈值时为励磁涌流情况，小于阈值时为短路故障情况，如果平均等效电感值不只一个，平均等效电感值全部大于等于阈值时为励磁涌流情况，否则为短路故障情况。当所述的合闸相数为一相时，所述的断路器选相重合闸过程的等效电路，其电压方程为合闸相电压等于等效电阻压降与等效电感压降之和；根据两个相邻采样时刻的合闸相电压和电流数据，得到两个线性方程，计算出等效电感；对采样时间内的所有等效电感取平均值，得到断路器一相重合闸时的平均等效电感值。设合闸相为A相，所述的断路器一相重合闸过程的等效电路的电压方程为：式中，Req，Leq分别为回路等效电阻和等效电感，iA为A相电流，uA为A相电压。当所述的合闸相数为两相时，所述的断路器选相重合闸过程的等效电路，根据两相电流关系分为两种情况：1)两相电流之和不为零：等效电路中合闸的两相构成两个独立的电流回路，按照断路器一相重合闸时的平均等效电感计算方法分别计算合闸相的平均等效电感值；2)两相电流之和为零：等效电路中合闸相只构成一个电流回路，以其中一相电流的正方向作为回路正方向，等效电路中合闸两相电压差等于等效电阻压降与等效电感压降之和；根据两个相邻采样时刻的两相电压和回路电流数据，得到两个线性方程，计算出等效电感，对采样时间内的所有等效电感取平均值，得到断路器两相重合闸时的平均等效电感值。当合闸相数为两相时，设合闸相为A、B两相，所述的两相电流之和为零情况，其等效电路的电压方程为：式中，uB为B相电压。当所述的合闸相数为三相时，所述的断路器选相重合闸过程的等效电路，根据三相电流关系分为两种情况：1)三相电流之和不为零：等效电路中三相构成三个独立的电流回路，按照断路器一相重合闸时的平均等效电感计算方法分别计算三相的平均等效电感值；2)三相电流之和为零：等效电路为三条支路并联，每条支路为一相电压源与该相等效电阻及等效电感串联，首先选取其中两条支路，基于并联支路电压相等原理，建立电压方程；根据相邻四个采样时刻的两相电压和电流数据，得到四个线性方程，计算出两相各自的等效电阻和等效电感；根据其中一相的等效电阻和等效电感值求得相应时刻的支路电压，建立第三条支路的电压方程；根据上述四个时刻第三相的电压和电流数据，得到四个线性方程，按照超定方程组最小二乘解的计算方法求出该相等效电感；对采样时间内的三相等效电感分别取平均值，得到断路器三相重合闸时的平均等效电感值。当所述的合闸相数为三相时，所述的三相电流之和为零情况，其等效电路的电压方程为：A、B两相：C相：式中，ReqA、ReqB、ReqC分别为合闸相A、B、C相等效电阻，LeqA、LeqB、LeqC分别为合闸相A、B、C相等效电感，iB、iC分别为B、C相电流，uC分别为C相电压，Un0为电源侧中性点电位，Un1为变压器原边中性点电位。所述的采样时间一般控制在3ms至8ms范围内，所述的平均等效电感阈值一般在变压器空载试验所得励磁电感值的1/12至1/6范围内选取。有益效果：本专利技术提供的一种断路器选相重合闸过程中空载变压器励磁涌流的判别方法，相比现有技术，具有以下有益效果：本专利技术针对变压器铁芯等效电感动态变化的特点，建立不同合闸相数和不同变压器接线方式时的等效电路和相应电压方程，求解出各采样时刻的等效电感，取其平均值作为空载变压器励磁涌流判据，使得断路器选相重合闸过程中的空载变压器励磁涌流情况能够被准确识别，有效提高故障识别准确率和重合闸成功率。附图说明图1为本专利技术励磁涌流判别方法示意图。图2为本专利技术YNy接法变压器一相重合闸等效电路示意图。图3为本专利技术YNd接法变压器一相重合闸等效电路示意图。图4为本专利技术YNy接法变压器两相重合闸等效电路示意图。图5为本专利技术Yy接法变压器两相重合闸等效电路示意图。图6为本专利技术Dyn接法变压器两相重合闸等效电路示意图。图7为本专利技术YNy接法变压器三相重合闸等效电路示意图。图8为本专利技术Yy接法变压器三相重合闸等效电路示意图。图中：iA、iB、iC分别为A、B、C相电流，uA、uB、uC分别为A、B、C相电压，RA、RB、RC分别为变压器原边三相等效电阻，LA、LB、LC分别变压器原边三相等效电感，id为变压器d接绕组环流，Un0为电源侧中性点电位，Un1为变压器原边中性点电位。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。本专利技术的断路器选相重合闸过程中空载变压器励磁涌流的判别方法，当断路器选相重合闸过程中发生过电流时，基于合闸相数及合闸相电流特点，建立等效电路和相应电压方程；根据电压、电流采样值，计算出各采样时刻的等效电感值并取其平均值，将此平均等效电感值作为励磁涌流识别判据。图1所示为此判别方法示意图。当所述的合闸相数为一相时，所述的断路器选相重合闸过程的等效电路，其电压方程为合闸相电压等于等效电阻压降与等效电感压降之和。设所述的合闸相为A相，所述的断路器一相重合闸的等效电路如图2和图3所示，图2中变压器为YNy接法，图3中变压器为YNd接法。断路器一相重合闸过程的等效电路的电压方程为：式中，Req，Leq分别为回路等效电阻和等效电感。根据所述电压方程提取矩阵方程：根据电压和电流采样值，求解矩阵方程，计算出相应采样时刻的等效电感，对采样时间内的所有等效电感取平均值，得到断路器一相重合闸时的平均等效电感值。当所述的合闸相数为两相时，所述的断路器选相重合闸过程的等效电路，根据两相电流关系分为两种情况：(1)两相电流之和不为零。等效电路中合闸的两相构成两个独立的电流回路，按照断路器一相重合闸时的平均等效电感计算方法分别计算合闸相的平均等效电感值。图4所示为YNy接法变压器A、B两相重合闸时的等效电路图，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种断路器选相重合闸过程中空载变压器励磁涌流的判别方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：当断路器选相重合闸过程中发生过电流时，基于合闸相数及合闸相电流特点，建立等效电路和相应电压方程；根据电压、电流采样值，计算出各采样时刻的等效电感值并取其平均值；将平均等效电感值与阈值比较，大于等于阈值时为励磁涌流情况，小于阈值时为短路故障情况，如果平均等效电感值不只一个，平均等效电感值全部大于等于阈值时为励磁涌流情况，否则为短路故障情况。

【技术特征摘要】
1.一种断路器选相重合闸过程中空载变压器励磁涌流的判别方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：当断路器选相重合闸过程中发生过电流时，基于合闸相数及合闸相电流特点，建立等效电路和相应电压方程；根据电压、电流采样值，计算出各采样时刻的等效电感值并取其平均值；将平均等效电感值与阈值比较，大于等于阈值时为励磁涌流情况，小于阈值时为短路故障情况，如果平均等效电感值不只一个，平均等效电感值全部大于等于阈值时为励磁涌流情况，否则为短路故障情况。2.根据权利要求1所述的断路器选相重合闸过程中空载变压器励磁涌流的判别方法，其特征在于，当所述的合闸相数为一相时，所述的断路器选相重合闸过程的等效电路，其电压方程为合闸相电压等于等效电阻压降与等效电感压降之和；根据两个相邻采样时刻的合闸相电压和电流数据，得到两个线性方程，计算出等效电感；对采样时间内的所有等效电感取平均值，得到断路器一相重合闸时的平均等效电感值。3.根据权利要求2所述的断路器选相重合闸过程中空载变压器励磁涌流的判别方法，其特征在于，设合闸相为A相，所述的断路器一相重合闸过程的等效电路的电压方程为：式中，Req，Leq分别为回路等效电阻和等效电感，iA为A相电流，uA为A相电压。4.根据权利要求1所述的断路器选相重合闸过程中空载变压器励磁涌流的判别方法，其特征在于，当所述的合闸相数为两相时，所述的断路器选相重合闸过程的等效电路，根据两相电流关系分为两种情况：1)两相电流之和不为零：等效电路中合闸的两相构成两个独立的电流回路，按照断路器一相重合闸时的平均等效电感计算方法分别计算合闸相的平均等效电感值；2)两相电流之和为零：等效电路中合闸相只构成一个电流回路，以其中一相电流的正方向作为回路正方向，等效电路中合闸两相电压差等于等效电阻压降与等效电感压降之和；根据两个相邻采样时刻的两相电压和回路电流数据，得到两个线性方程，计算出等效电感，对采样时间内的所有等效电感取平均值，得到断路器两相重合闸时的平均等效电感值。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：林鹤云，孔硕颖，房淑华，陈金涛，赵舫，魏晓川，
申请(专利权)人：东南大学，国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32