基于压力变化量的油浸式变压器数字式非电量保护方法技术

本发明专利技术公开了基于压力变化量的油浸式变压器数字式非电量保护方法，首先，在保护上电前，设定被保护油浸式变压器的继电器启动门槛值Pst和保护动作门槛值Pth；然后，信号采集装置通过压力传感器实时采集油箱壁上的压力波形，得到测点处压力瞬时值P(t)，并通过比较压力瞬时值P(t)和继电器启动门槛值Pst数值大小判断压力继电器是否启动；若压力继电器启动，从启动时刻开始截取T＝10ms数据窗长的压力波形，并计算压力变化量ΔP；最后，比较压力变化量ΔP和保护动作门槛值Pth数值大小，准确辨识油浸式变压器内部状态；本发明专利技术方法能够正确区分油浸式变压器内部故障和外部扰动，有效避免压力保护装置误动或拒动。

【技术实现步骤摘要】
基于压力变化量的油浸式变压器数字式非电量保护方法
本专利技术属于变压器非电量保护
，具体涉及基于压力变化量的油浸式变压器数字式非电量保护方法。
技术介绍
作为电力变压器重要的保护组件，瓦斯保护、压力保护一直与差动保护配合做变压器主保护使用。相比较电气量保护而言，传统的瓦斯、压力保护更直接反应变压器区内故障中出现的油流涌动和压力升高等非电量特征，在原理上具有更高的灵敏度和可靠性。但是，与变压器电气量保护不同，长期以来非电量保护并未受到业界关注而始终处于初级、落后水平。与变压器电气量保护相比，非电量保护的正确动作率也处于较低水平，因变压器外部短路冲击造成主变重瓦斯保护误动跳闸，压力释放阀喷油事故屡有发生，对电网安全运行造成较大影响。目前，造成非电气量保护性能低下的主要原因有以下四个方面：其一，作为机械式继电器，其测量反映油箱内部故障的非电气动作量精度不足，且其性能受变压器运行环境及人为因素影响大，同时机械部件磨损老化也影响其灵敏度；其二，机械式继电器整定计算困难，目前现场安装的瓦斯继电器动作定值根据上世纪五十年代前苏联提供的试验结果和运行经验选取，其正确性、合理性无从判定；其三，变压器只装设同类型一台非电量继电器且安装位置固定，而油箱内部故障位置及强度存在很大的随机性，故障点距离继电器安装位置对非电量继电器动作性能存在较大影响；最后，油箱内部故障前后非电量故障特征的变化过程极其复杂，而对其深入研究分析不足，同时非电量保护装置由变压器厂家配置导致继电保护工作者重视程度不足也是重要原因。
技术实现思路
为解决上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供基于压力变化量的油浸式变压器数字式非电量保护方法，能够正确判别油浸式变压器内部故障和外部扰动，避免保护动作元件在故障时由于压力整定值不合适拒动或是误动。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：基于压力变化量的油浸式变压器数字式非电量保护方法，包括如下步骤：步骤1：保护上电前，设定被保护油浸式变压器的继电器启动门槛值Pst和保护动作门槛值Pth；步骤2：油浸式变压器运行时，信号采集装置通过压力传感器对油浸式变压器油箱壁上的压力波形进行采样，得到测点处压力瞬时值P(t)；步骤3：依据测点处压力瞬时值P(t)是否达到继电器启动门槛值Pst来判断压力继电器是否启动；若启动，进入步骤4，否则返回步骤2，继续采集测点处压力瞬时值P(t)；步骤4：从压力继电器启动时刻开始截取T＝10ms的压力波形，计算数据窗始末时刻压力变化量ΔP，若压力变化量ΔP大于保护动作门槛值Pth，判定油浸式变压器发生内部故障，压力保护动作并跳开断路器；否则，判定为外部扰动，压力保护不动作，返回步骤2继续采集测点处压力瞬时值P(t)。所述保护启动门槛值Pst计算公式如式(1)所示：Pst＝Krel1Pnor.max(1)式中，Krel1为可靠系数，取值为1.2；Pnor.max为正常运行时油浸式变压器油箱压力最大值。所述保护动作门槛值Pth计算公式如式(2)所示：Pth＝Krel2Pum.max(2)式中，Krel2为可靠系数，取值为1.2；Pum.max为外部扰动下油浸式变压器油箱最大不平衡压力值。所述压力变化量ΔP计算公式如式(3)所示：ΔP＝P(t0+10ms)-P(t0)(3)式中，t0为压力继电器启动时刻，P(t0)、P(t0+10ms)分别是数据窗长初始时刻和末尾时刻的压力瞬时值。本专利技术方法需要在油浸式变压器运行时，实时采集被保护油浸式变压器压力传感器安装处的压力数值，通过比较测点处压力瞬时值P(t)和继电器启动门槛值Pst的大小，判断是否需要启动压力继电器。若压力继电器启动，则计算10ms数据窗内压力变化量ΔP，当压力变化量ΔP大于保护动作门槛值Pth时，可以判定油浸式变压器发生内部故障，正确动作防止油浸式变压器爆炸起火。附图说明图1是实现本专利技术方法的流程图。图2是油浸式变压器A相高压绕组5％匝间故障下油箱测点处压力波形图。图3是油浸式变压器外部三相短路下油箱测点处压力波形图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细说明。如图1所示，本专利技术基于压力变化量的油浸式变压器数字式非电量保护方法，包括如下步骤：步骤1：保护上电前，设定被保护油浸式变压器的继电器启动门槛值Pst和保护动作门槛值Pth；步骤2：油浸式变压器运行时，信号采集装置通过压力传感器对油浸式变压器油箱壁上的压力波形进行采样，得到测点处压力瞬时值P(t)；步骤3：依据测点处压力瞬时值P(t)是否达到继电器启动门槛值Pst来判断压力继电器是否启动；若启动，进入步骤4，否则返回步骤2，继续采集测点处压力瞬时值P(t)；步骤4：从压力继电器启动时刻开始截取T＝10ms的压力波形，计算数据窗始末时刻压力变化量ΔP，若压力变化量ΔP大于保护动作门槛值Pth，判定油浸式变压器发生内部故障，压力保护动作并跳开断路器；否则，判定为外部扰动，压力保护不动作，返回步骤2继续采集测点处压力瞬时值P(t)。实施例以某220kV油浸式变压器为例说明本专利技术方案的可行性。如图2所示，内部故障发生后10ms内，油浸式变压器油箱内部压力持续上升，数据窗长内压力变化量ΔP大于保护动作门槛值Pth，判定为内部故障，压力保护动作。如图3所示，油浸式变压器外部三相短路时，油箱内部压力呈现出主频为100Hz的正负交替振荡，10ms数据窗长内压力变化量ΔP接近0值，小于保护动作门槛值Pth，判定为外部扰动，压力保护不动作。利用本专利技术的辨识方法，能够有效区分变压器内部故障和外部扰动状态，提高压力保护动作可靠性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于压力变化量的油浸式变压器数字式非电量保护方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：保护上电前，设定被保护油浸式变压器的继电器启动门槛值Pst和保护动作门槛值Pth；步骤2：油浸式变压器运行时，信号采集装置通过压力传感器对油浸式变压器油箱壁上的压力波形进行采样，得到测点处压力瞬时值P(t)；步骤3：依据测点处压力瞬时值P(t)是否达到继电器启动门槛值Pst来判断压力继电器是否启动；若启动，进入步骤4，否则返回步骤2，继续采集测点处压力瞬时值P(t)；步骤4：从压力继电器启动时刻开始截取T＝10ms的压力波形，计算数据窗始末时刻压力变化量ΔP，若压力变化量ΔP大于保护动作门槛值Pth，判定油浸式变压器发生内部故障，压力保护动作并跳开断路器；否则，判定为外部扰动，压力保护不动作，返回步骤2继续采集测点处压力瞬时值P(t)。

【技术特征摘要】
1.基于压力变化量的油浸式变压器数字式非电量保护方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：保护上电前，设定被保护油浸式变压器的继电器启动门槛值Pst和保护动作门槛值Pth；步骤2：油浸式变压器运行时，信号采集装置通过压力传感器对油浸式变压器油箱壁上的压力波形进行采样，得到测点处压力瞬时值P(t)；步骤3：依据测点处压力瞬时值P(t)是否达到继电器启动门槛值Pst来判断压力继电器是否启动；若启动，进入步骤4，否则返回步骤2，继续采集测点处压力瞬时值P(t)；步骤4：从压力继电器启动时刻开始截取T＝10ms的压力波形，计算数据窗始末时刻压力变化量ΔP，若压力变化量ΔP大于保护动作门槛值Pth，判定油浸式变压器发生内部故障，压力保护动作并跳开断路器；否则，判定为外部扰动，压力保护不动作，返回步骤2继续采集测点处压力瞬时值P(t)。2.如权利要求1所述的基于压力变化量的油浸式...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝治国，姚绍勇，司佳楠，张煜成，李博宇，顾翼南，徐靖东，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61