一种Y/Δ接线变压器Δ侧环流计算方法技术

本发明专利技术公开一种Y/Δ接线变压器Δ侧环流计算方法，属于电力系统继电保护技术领域。包括根据Y/Δ接线变压器Y侧三相电流获取零序电流步骤；计算三相电流与零序电流的相关系数ρA、ρB、ρC步骤；判断上述相关系数是否小于-0.99步骤；存储并记录上述有效数据长度步骤；比较上述有效数据长度步骤；计算环流和零序电流的比例系数步骤和计算Y/Δ接线变压器Δ侧的环流步骤。上述Δ侧环流计算方法不需要已知变压器参数，也不需要控制合闸角，在一个工频周期内就能准确求取环流，可用于差动保护计算和励磁涌流判别。

【技术实现步骤摘要】
一种Y/Δ接线变压器Δ侧环流计算方法
本专利技术涉及一种计算Y/Δ接线变压器三角形侧绕组环流的方法，属于电力系统继电保护

技术介绍
变压器差动保护的核心问题是如何鉴别励磁涌流和变压器内部故障差流。等效瞬时电感法是一种常用的励磁涌流判别方法，根据高压侧电压、电流以及差流，可以求得瞬时电感值。当瞬时电感值为一个较大常数时，说明是正常电流；当电感值为呈现大小交替变换时，说明是励磁涌流；当电感值为一个较小常数时，说明是故障电流。等效瞬时电感法应用的前提是准确获取差流，但对于220kV及以下电压等级的Y/Δ接线变压器，由于采用三相一体式结构，Δ侧绕组不能配置电流互感器(CT)，因而无法直接获取绕组电流。在计算差流时，只能通过相位补偿来避免产生不平衡电流。目前常用的补偿方式有Y→Δ和Δ→Y两种，但无论采用何种补偿方式，由于Δ侧绕组环流的影响，都不能准确计算等效瞬时电感值，使得基于此的励磁涌流判据失效，不能准确区分空载合闸和主变故障两种状态，增加了差动保护误动几率。虽然，当前也有不少研究成果提出了计算Δ侧绕组环流的方法，如公开号为101105517A的专利公开了一种Y/Δ变压器三角形绕组中环流的计算方法和装置，根据变压器回路方程，给出Y/Δ接线变压器环流计算的方法，但上述计算方法需要知道变压器参数，然而现实中变压器和系统的参数难以获取，而且在运行在也会出现变化，限制了该方法的推广。公开号为101788595A的专利公开一种电力变压器的角侧环流计算方法，具体是一种基于数值积分求得变压器参数、再进一步求取环流的方法，在处理过程中用到了Δ侧电压，但电压互感器一般装设在母线上，在变压器空投时是无法获取Δ侧电压数值的。文献“夏石伟，郑涛.Y，d接线变压器三角形侧绕组中环流求取方法[J].电力系统自动化，2008,32(24):60-64”，根据零序电流和环流的比例关系，通过求取比例系数来得到环流，但需要控制断路器合闸角以保证其中一相磁通不饱和，现场应用困难。因此到目前为止，仍缺少一种既快速准确、又符合现场应用实际的Δ侧环流计算方法，进而限制了变压器差动保护动作准确率的进一步提高。有鉴于此，本专利技术人对此进行研究，专门开发出一种Y/Δ接线变压器Δ侧环流计算方法，本案由此产生。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种既能快速准确计算出环流、又符合现场应用实际的Y/Δ接线变压器Δ侧环流计算方法，可以解决环流计算的难题，给变压器差动保护准确动作提供依据。为了实现上述目的，本专利技术的解决方案是：一种Y/Δ接线变压器Δ侧环流计算方法，包括如下步骤：步骤1：采集Y/Δ接线变压器Y侧三相电流，并根据公式(1)计算得到零序电流I0：I0＝(IA+IB+Ic)/3(1)式中，IA，IB和IC分别为Y侧三相电流；步骤2：选取1/4工频周期作为数据窗长度，根据公式(2)(3)(4)分别计算得到上述三相电流与零序电流的相关系数ρA、ρB、ρC：式中，m为起始点；步骤3：选取上述三相电流与零序电流的相关系数ρA、ρB、ρC为-1的区域为磁通非饱和区，判断上述相关系数是否小于-0.99，若是则说明该数据窗内，相电流和零序电流成比例，该区域为磁通非饱和区，记录该段数据并把数据窗往后移一个单位；否则直接移数据窗，进行下一次计算；步骤4：存储并记录上述有效数据长度；步骤5：比较上述有效数据长度，选取磁通非饱和区最长的那一相计算，因为有效数据越多，计算结果的误差越小；步骤6：根据公式(5)计算得到环流和零序电流的比例系数，假设选取的相别是A相，有效数据的起始序号为p，数据长度为x，计算式为：步骤7：根据公式(6)计算得到Y/Δ接线变压器Δ侧的环流，记变压器变比为n，则环流IP计算公式为：Ip＝-k·I0·n。(6)上述Y/Δ接线变压器三角形侧绕组环流计算方法，适用于变压器空载合闸时，在参数未知、合闸角随即条件下的Δ侧环流求取，依此可以准确计算出差流，并判断励磁涌流。已有的研究成果表明，Y侧零序电流和Δ侧绕组环流成比例，本专利技术的核心就在于该比例系数的求取。励磁涌流形成的机理是磁通交替进入饱和区和非饱和区，在非饱和区，Y侧相电流和经变比折算后的环流相等，因而也和零序电流成比例。利用波形相关度理论，分别求取Y侧三相电流与零序电流的相关系数，相关系数为-1区域说明两者成比例，且比例系数为负，以此区分磁通非饱和区域。利用这段区域内的电流求出比例系数，进而可由Y侧零序电流求得Δ侧环流。本专利技术的有益效果在于：首先，在计算过程中只用到了Y侧的电流，未用到变压器和系统参数，在参数发生漂移时仍能准确计算参数；其次是不需要控制合闸角，就能获得足够长度的磁通非饱和区，符合现场倒闸操作条件，有利于本专利技术所述计算方法的推广；最后是本专利技术所用到的数据长度不超过一个工频周期，所以动作时间也不超过一个工频周期，符合差动保护快速动作要求。以下结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步详细描述。附图说明图1是本实施例Y/Δ接线变压器Δ侧环流计算方法的流程图；图2是本实施例磁通求解中cos(ωt+α)的取值区间；图3是本实施例Matlab中建立的三相变压器仿真模型；图4是本实施例在剩磁随机情况下的空载合闸仿真结果，三相电流与经过变比折算后的环流；图5是对附图4中的三相电流和零序电流的相关系数计算；图6是本实施例剩磁随机情况下的计算环流和实际环流比较；图7是本实施例高剩磁情况下的三相电流和零序电流的相关系数；图8是本实施例高剩磁情况下的计算环流和实际环流比较；图9是本实施例A相匝间故障时各相电流和零序电流的相关系数；图10是本实施例A相匝间故障时计算环流和实际环流比较。具体实施方式一种Y/Δ接线变压器Δ侧环流计算方法，如图1所示，包括如下步骤：步骤1：采集Y/Δ接线变压器Y侧三相电流并计算零序电流，空载合闸时，Y侧(高压侧)的电流可以通过装设在每一相的电流互感器获取，分别记为IA，IB和IC，零序电流为：I0＝(IA+IB+Ic)/3；(1)步骤2：选取1/4工频周期作为数据窗长度，分别计算上述三相电流与零序电流的相关系数，在本实施例中，设采样频率是2.5kHz，一个工频周期采样50个点，取12个点作为数据窗口，设起始点的为m，则相关系数ρA、ρB、ρC的计算表达式分别是：...

【技术保护点】
一种Y/Δ接线变压器Δ侧环流计算方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：采集Y/Δ接线变压器Y侧三相电流，并根据公式(1)计算得到零序电流I0：I0＝(IA+IB+Ic)/3         (1)式中，IA，IB和IC分别为Y侧三相电流；步骤2：选取1/4工频周期作为数据窗长度，根据公式(2)(3)(4)分别计算得到上述三相电流与零序电流的相关系数ρA、ρB、ρC：ρA=Σi=mm+20IA(i)I0(i)(Σi=mm+20IA2(i)Σi=mm+20I02(i))1/2---(2)]]>ρB=Σi=mm+20IB(i)I0(i)(Σi=mm+20IB2(i)Σi=mm+20I02(i))1/2---(3)]]>ρC=Σi=mm+20IC(i)I0(i)(Σi=mm+20IC2(i)Σi=mm+20I02(i))1/2---(4)]]>式中，m为起始点；步骤3：选取上述三相电流与零序电流的相关系数ρA、ρB、ρC为‑1的区域为磁通非饱和区，判断上述相关系数是否小于‑0.99，若是则说明该数据窗内，相电流和零序电流成比例，该区域为磁通非饱和区，记录该段数据并把数据窗往后移一个单位；否则直接移数据窗，进行下一次计算；步骤4：存储并记录上述有效数据长度；步骤5：比较上述有效数据长度，选取磁通非饱和区最长的那一相计算；步骤6：根据公式(5)计算得到环流和零序电流的比例系数，假设选取的相别是A相，有效数据的起始序号为p，数据长度为x，计算式为：k=Σi=pp+x-1|IA(i)|Σi=pp+x-1|I0(i)|;---(5)]]>步骤7：根据公式(6)计算得到Y/Δ接线变压器Δ侧的环流，记变压器变比为n，则环流IP计算公式为：Ip＝‑k·I0·n。     (6)...

【技术特征摘要】
1.一种Y/Δ接线变压器Δ侧环流计算方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：采集Y/Δ接线变压器Y侧三相电流，并根据公式(1)计算得到零序电流I0：I0＝(IA+IB+Ic)/3(1)式中，IA，IB和IC分别为Y侧三相电流；步骤2：选取1/4工频周期作为数据窗长度，根据公式(2)(3)(4)分别计算得到上述三相电流与零序电流的相关系数ρA、ρB、ρC：式中，m为起始点，i代表数据窗中的数据编号，IA(i)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌光，倪钱杭，沈鉴，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网浙江省电力公司，国网浙江省电力公司绍兴供电公司，
类型：发明
国别省市：北京;11