一种考虑星三角变换的单相故障分析方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑星三角变换的单相故障分析方法，所述单相故障分析方法针对的变压器接线方式为Y，d11，当变压器Y侧外部发生单相故障时，先利用电磁感应定律和基尔霍夫定律求出变压器三角侧绕组电压，根据三角侧绕组电压求出三角侧线间电压，然后根据三角侧线间电压和三角形重心定理求出三角侧相电压。本发明专利技术利用电磁感应定律来分析变压器外部单相故障时高低压侧的故障特征，不仅物理意义明确，并且更贴近工程实际应用；本发明专利技术在已知线电压的情况下，根据三角形重心定理确定出系统的中性点，继而计算出相电压，不仅物理意义明确，且贴近工程实际应用，为故障计算提供了新的思路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于电力系统自动化技术 领域。
技术介绍
在电力系统研究中，故障信息的识别、处理和利用是继电保护技术的基础，而故障 特征是故障信息的具体体现，提取正确的故障特征是继电保护正确动作的前提。变压器是 电力系统中重要的电气设备之一，它是根据电磁感应的原理，将某一等级的交流电压和电 流转换成同频率的另一等级电压和电流的设备，如图1所示。在从发电厂到用户的整个发、 输、配、用过程中，变压器起着升高和降低电压，传递电能的作用。理想变压器中磁通量全部 集中在铁心内，变压器没有能量损失，输入功率等于输出功率。变压器的主要部件是一个铁 心和套在铁心上的两个绕组。两个绕组只有磁耦合没有电联系。在一次绕组中加上交变电 压，产生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势 ei、e2。根据电磁感应定 律可知感应电动势e2如下： 其中，Np N2分别为两绕组的线圈匝数，Φ为磁通量，t为时间；忽略电阻压降，可 近似认为U1^ e i，u2~e 2,七为一次绕组的端电压，u 2为二次绕组的端电压。 实际电力系统中，变压器通常采用Y，dll接线方式。当变压器外部发生单相故障 时，因变压器一次绕组和二次绕组接线方式的不同，导致两侧电流不对应，故障特征也不一 致。目前一般采用对称分量法进行不对称故障分析，在星三角变换时需对正序分量、负序分 量、零序分量分别进行角度转换，繁琐且易出错。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种考虑星三角变换的单相故障分析方 法。 为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是： -种考虑星三角变换的单相故障分析方法，所述单向故障分析方法针对的变压器 接线方式为Y，dll，当变压器Y侧外部发生单相故障时，先利用电磁感应定律和基尔霍夫定 律求出变压器三角侧绕组电压，根据三角侧绕组电压求出三角侧线间电压，然后根据三角 侧线间电压和三角形重心定理求出三角侧相电压。 利用电磁感应定律和基尔霍夫定律求出变压器三角侧绕组电压的过程为， 定义变压器Y侧外部发生A相接地故障，即A相电压Ua= 0 ; 根据电磁感应定律，三角侧绕组中三相感应电势分别为Ea、Eb、E。，其中E a= 0 ; 由基尔霍夫定律计算可得三角侧绕组电压Usa、Usb、U sc; 定义三角侧线间电压为Uab、Ub。、Uea，计算公式为， 定义三角侧相电压为υΜ、IU、U。。，计算公式为， 本专利技术所达到的有益效果：1、本专利技术利用电磁感应定律来分析变压器外部单相故 障时高低压侧的故障特征，不仅物理意义明确，并且更贴近工程实际应用；2、本专利技术在已知 线电压的情况下，根据三角形重心定理确定出系统的中性点，继而计算出相电压，不仅物理 意义明确，且贴近工程实际应用，为故障计算提供了新的思路。【附图说明】 图1为变压器的基本工作原理图。 图2为本专利技术的流程图。 图3为变压器的接线系统图。 图4为变压器等效电路图。 图5为三角侧线间电压相量图。 图6为三角形定理示意图。 图7为三角侧相电压相量图。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术 的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。 如图2所示，，该单向故障分析方法针 对的变压器接线方式为Y，dl 1，当变压器Y侧外部发生单相故障时，先利用电磁感应定律和 基尔霍夫定律求出变压器三角侧绕组电压，根据三角侧绕组电压求出三角侧线间电压，然 后根据三角侧线间电压和三角形重心定理求出三角侧相电压。 利用电磁感应定律和基尔霍夫定律求出变压器三角侧绕组电压。定义图3中变压 器Y侧外部Kl点发生A相接地故障，即相当于图4中A相电压U a= 0,根据电磁感应定律， 三角侧绕组中三相感应电势分别为Ea、Eb、E。，其中E a= 0,由基尔霍夫定律计算可得三角侧 绕组电压Usa、Usb、Us。，如公式（1)、⑵和（3)所示： 其中，上式中X为三角侧的绕组电抗。 据三角侧绕组电压求出三角侧线间电压Uab、Ub。、U ea，如公式如（4)、（5)和（6)所 示： 三角侧线间电压相量图如图5所示。 如图6所示，三角形三条中线的交点叫做三角形重心，如图中0点。定理：设三角 形重心为0, BC边中点为D，则有AO = 20D，重心坐标为三顶点坐标平均值。 三角侧线间电压与三角侧绕组电压大小相等、方向相反，如图7所示，根据线间电 压及重心定理可求出三角侧相电压的相关等式如下： Usa=Uoa-Uoc; Usb=Uob-Uoa; Usc=Uoc-Uob; 由以上等式可得三角侧相电压为IU IU、如公式如（7)、⑶和（9)所示： 上述单相故障分析方法利用电磁感应定律来分析变压器外部单相故障时高低压 侧的故障特征，不仅物理意义明确，并且更贴近工程实际应用。上述单相故障分析方法在已 知线电压的情况下，根据三角形重心定理确定出系统的中性点，继而计算出相电压，不仅物 理意义明确，且贴近工程实际应用，为故障计算提供了新的思路。 以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人 员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形 也应视为本专利技术的保护范围。【主权项】1. ，其特征在于：所述单相故障分析方法针 对的变压器接线方式为Y，dl1，当变压器Y侧外部发生单相故障时，先利用电磁感应定律和 基尔霍夫定律求出变压器三角侧绕组电压，根据三角侧绕组电压求出三角侧线间电压，然 后根据三角侧线间电压和三角形重心定理求出三角侧相电压。2. 根据权利要求1所述的，其特征在于：利 用电磁感应定律和基尔霍夫定律求出变压器三角侧绕组电压的过程为， 定义变压器Y侧外部发生A相接地故障，即A相电压UA= 0 ; 根据电磁感应定律，三角侧绕组中三相感应电势分别为Ea、Eb、E。，其中Ea= 0 ; 由某尔霍去宙律i+笪可得侧绕钼电压IL、IL,_、3. 根据权利要求2所述的，其特征在于：定 义三角侧线间电压为Uab、Ub。、Uea，计算公式为，4. 根据权利要求3所述的，其特征在于：定 义三角侧相电压为U。,、U。,、U。。，计算公式为，【专利摘要】本专利技术公开了，所述单相故障分析方法针对的变压器接线方式为Y，d11，当变压器Y侧外部发生单相故障时，先利用电磁感应定律和基尔霍夫定律求出变压器三角侧绕组电压，根据三角侧绕组电压求出三角侧线间电压，然后根据三角侧线间电压和三角形重心定理求出三角侧相电压。本专利技术利用电磁感应定律来分析变压器外部单相故障时高低压侧的故障特征，不仅物理意义明确，并且更贴近工程实际应用；本专利技术在已知线电压的情况下，根据三角形重心定理确定出系统的中性点，继而计算出相电压，不仅物理意义明确，且贴近工程实际应用，为故障计算提供了新的思路。【IPC分类】G01R19/00, G01R31/06【公开号】CN105259467【申请号】CN201510794054【专利技术人】王玉婷, 陈福锋 【申请人】南京国电南自电网自动化有限公司【公开日】2016年1月20日【申请日】2015年11月18日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑星三角变换的单相故障分析方法，其特征在于：所述单相故障分析方法针对的变压器接线方式为Y，d11，当变压器Y侧外部发生单相故障时，先利用电磁感应定律和基尔霍夫定律求出变压器三角侧绕组电压，根据三角侧绕组电压求出三角侧线间电压，然后根据三角侧线间电压和三角形重心定理求出三角侧相电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉婷，陈福锋，
申请(专利权)人：南京国电南自电网自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32