一种利用电流波形特征识别励磁涌流的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用电流波形特征识别励磁涌流的方法，具体按照以下步骤实施：步骤1：采集变压器绕组三相电流其中，并对各相电流进行差分处理；步骤2：计算工频周期T内的三相电流变化率然后确定三相电流变化率的极大值与极小值的采样点进而计算三相电流变化率极值时间间隔步骤3：利用判据识别涌流和内部故障。本发明专利技术一种利用电流波形特征识别励磁涌流的方法，减少了直流分量的影响，而且方法简单，计算量小，从而减小了差动保护误动作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统变压器继电保护
，具体涉及一种利用电流波形特征识别励磁涌流的方法。
技术介绍
变压器是发电厂及变电站的重要设备，其安全可靠运行对于整个电力系统的连续稳定运行具有重大意义。纵联差动保护是变压器保护的主保护之一，变压器励磁涌流是导致变压器差动保护误动作的主要因素来源。而励磁涌流并非变压器的故障状态，因此如何准确识别涌流及内部故障，保证变压器安全稳定运行具有重要的意义。如何准确识别涌流与内部故障是变压器差动保护面临的最困难和最关键的问题。近年来，国内外相关学者专家提出众多的识别励磁涌流的新原理和新方法，大致分为以下三类：利用电流量的励磁涌流识别方法、利用电压量的励磁涌流识别方法、电流电压量相结合的判别方法。①利用电流量的励磁涌流识别方法主要包括二次谐波幅值比、间断角特征、波形特征等。二次谐波方法原理简单，计算量小，易于实现，但受暂态电流特性和变压器磁化特性影响较大，且二次谐波制动门槛整定困难。间断角特征在励磁涌流间断角处受电流幅值近零和弱间断角特性影响，增加了对硬件的要求。波形对称性面临着阈值选取问题和对称范围(对称角度)的选取问题。②基于电压量的励磁涌流识别方法主要包括电压比值法、电压谐波制动法。电压比值法在变压器空投于内部轻微故障如轻微匝间短路时，变压器两侧端电压变化幅度较小，也可能使判据误判，进而导致差动保护的拒动。电压谐波制动法受谐振影响较小，但>电压制动整定受系统阻抗影响较大。③基于变压器电流量和电压量的励磁涌流识别方法主要包括磁通特性、功率差动原理等。由于变压器剩磁获取困难，励磁涌流情况下得到的ψ-id曲线将偏离磁化曲线，从而导致磁通特性方法的误判，同时存在分区困难和制动系数阈值整定复杂。功率差动法需要避开涌流时变压器第1周期的充电过程，导致判别延时；励磁涌流时铜损耗精确计算困难，故利用该原理识别涌流时阈值整定较为困难。除此之外，智能方法包括模糊逻辑、小波变换、神经网络等先后引入到变压器励磁涌流的识别的研究中，但智能算法从原理上存在一定的不确定性且实现算法复杂，短时间内难以有效应用于工业现场。针对变压器涌流识别的不足，本专利技术基于涌流时电流间断和尖顶特征，提出利用微分处理后电流的极大值和极小值的时间间隔来识别涌流和故障，有望提高变压器差动保护的涌流识别能力。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用电流波形特征识别励磁涌流的方法，解决了现有技术中存在的差动保护误动作的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种利用电流波形特征识别励磁涌流的方法，具体按照以下步骤实施：步骤1：采集变压器绕组三相电流其中，并对各相电流进行差分处理；步骤2：计算工频周期T内的三相电流变化率然后确定三相电流变化率的极大值与极小值的采样点进而计算三相电流变化率极值时间间隔步骤3：利用判据识别涌流和内部故障。本专利技术的特点还在于：步骤1具体为：对变压器的三相电流iA(k)、iB(k)、iC(k)进行采集，计算各相差分电流idA(k)＝iA(k)-iA(k-1)、idB(k)＝iB(k)-iB(k-1)、idC(k)＝iC(k)-iC(k-1)，其中，k＝2,3,4…。步骤2具体为：计算各相差分电流idA(k)、idB(k)、idC(k)在一个工频计算周期T内的电流变化率确定三相电流变化率极大值与极小值的采样点即其中，k0为涌流判别起始采样点，N为工频周期采样点数，Ts为采样周期；根据三相电流变化率的极大值和极小值对应的采样点计算相应的极值时间间隔即tA=|k1A-k2A|·TstB=|k1B-k2B|·TstC=|k1C-k2C|·Ts]]>其中，为计算数据窗内极大值与极小值对应的采样点。步骤3具体为：根据步骤2的三相电流变化率极值时间间隔依据以下涌流识别判据识别涌流和内部故障：其中，T为工频周期，ρ为综合考虑内部故障时电流谐波分量及计算误差影响的整定门槛值系数；当三相电流至少一相满足上述涌流识别判据，则判为涌流，变压器差动保护闭锁；否则判为内部故障。门槛值系数ρ取0.2～0.3。为了提高涌流判别的可靠性，在步骤3判别结果基础上，依次推移N/4个数据窗，重复N次步骤1-3过程，多次进行涌流识别判据的确认。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种利用电流波形特征识别励磁涌流的方法，基于变压器涌流和内部故障电流微分波形特征，利用电流变化率极值特征为励磁涌流和故障电流的识别提供一种新的、简单、可靠的方法。本专利技术只需对各相电流波形进行差分处理后，判断各相微分波形的极大值与极小值的时间间隔即可区分励磁涌流与内部故障电流。与其他励磁涌流识别原理相比，本专利技术具有以下显著优点：(1)利用变压器励磁涌流电流的间断角和尖顶复合特征，提高了利用电流量特征识别励磁涌流的适用性；(2)利用了电流变化率的特征减小了直流分量的影响，凸显了弱间断角情况下的涌流特征。附图说明图1是本专利技术一种利用电流波形特征识别励磁涌流的方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。变压器励磁回路相当于变压器内部故障的故障支路，当变压器铁芯饱和时，会产生很大励磁涌流并且流入差动继电器中，引起差动保护误动作。由于励磁电流很大，若用动作电流来躲过其影响，差动保护在变压器内部故障时灵敏度将会很低，鉴于此，本专利技术利用电流波形特征来识别励磁涌流进而防止励磁涌流引起差动保护的误动作。由于变压器励磁涌流间断角和尖顶波的存在，导致涌流微分波形的极大值与极小值时间间隔小于半个周期；而内部故障电流的微分波形则近似为正弦波，其极大值与极小值的时间间隔近似为半个周期，因此，通过判断电流微分波形的极大值与极小值之间的时间间隔，就可以区分出励磁涌流与故障电流。本专利技术一种利用电流波形特征识别励磁涌流的方法，流程如图1所示，具体按照以下步骤实施：步骤1：采集变压器绕组三相电流其中，即iA(k)、iB(k)、iC(k)，计算各相差分电流idA(k)＝iA(k)-iA(k-1)、idB(k)＝iB(k)-iB(k-1)、idC(k)＝iC(k)-iC(k-1)，其中，k＝2,3,4…；由于变压器绕组呈电感性，励磁涌流与内部故障电流均含有部分非周期分量，利用差分处理以减小非周期分量的影响。步骤2：计算工频周期T内的三相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用电流波形特征识别励磁涌流的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1：采集变压器绕组三相电流其中，并对各相电流进行差分处理；步骤2：计算工频周期T内的三相电流变化率然后确定三相电流变化率的极大值与极小值的采样点进而计算三相电流变化率极值时间间隔步骤3：利用判据识别涌流和内部故障。

【技术特征摘要】
1.一种利用电流波形特征识别励磁涌流的方法，其特征在于，具体按照
以下步骤实施：
步骤1：采集变压器绕组三相电流其中，并对各相电
流进行差分处理；
步骤2：计算工频周期T内的三相电流变化率然后确定三相电
流变化率的极大值与极小值的采样点进而计
算三相电流变化率极值时间间隔步骤3：利用判据识别涌流和内部故障。
2.根据权利要求1所述的一种利用电流波形特征识别励磁涌流的方法，
其特征在于，所述步骤1具体为：对变压器的三相电流iA(k)、iB(k)、iC(k)进
行采集，计算各相差分电流idA(k)＝iA(k)-iA(k-1)、idB(k)＝iB(k)-iB(k-1)、
idC(k)＝iC(k)-iC(k-1)，其中，k＝2,3,4…。
3.根据权利要求2所述的一种利用电流波形特征识别励磁涌流的方法，
其特征在于，所述步骤2具体为：
计算各相差分电流idA(k)、idB(k)、idC(k)在一个工频计算周期T内的电流
变化率确定三相电流变化率极大值与极小值的
采样点即
电流变化率：极大值：极小值：其中，k0为涌流判别起始采样点，N为工频周期采样点数，Ts为采样周
期；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵文权，乔妮，吴淑，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61