【技术实现步骤摘要】
一种变压器电源断相检测方法
本专利技术属于变压器电源断相检测
，具体涉及一种变压器电源断相检测方法。
技术介绍
2005年以来，全球已有多家核电厂发生了十数起厂外电源断相事件，导致厂内电动机跳闸、应急柴油机不能自起动、停机停堆甚至使堆芯短时失去冷却等事件，给核电厂安全运行带来严峻挑战。理论及实践证明，传统的电气继电保护装置难以检测到变压器空载和轻载时的电源断相故障。对于核电厂的辅助变压器(或备用变压器)而言，由于其长期处于空载运行状态，因此，若能实现对变压器空载时电源断相的可靠检测，及时消除断相对核安全的威胁，对于核电厂来说具有重要意义。目前检测变压器空载时电源断相的装置主要有以下三种方法的一种或它们之间的组合：1.检测变压器电源侧的三相电流，根据变压器空载励磁电流是否符合断相时的相角和幅值特征来判断是否有断相；2.检测变压器空载运行时电源侧的中性点电流，当检测到中性点电流大于某个预设值时判定为断相。当变压器带载运行时，断相检测装置自动退出；3.在变压器中性点注入谐波电流并测量变...
【技术保护点】
1.一种变压器电源断相检测方法，其特征在于，该检测方法具体包括以下步骤：/n步骤(1)建立一个用于分析变压器电源断相的电路仿真模型；/n步骤(2)利用步骤(1)的仿真模型，分析得到变压器正常运行时的中性线电流频谱特征；/n步骤(3)利用步骤(1)的仿真模型，分析得到变压器电源断相时的中性线电流频谱特征；/n步骤(4)利用步骤(1)的仿真模型，分析得到变压器电源存在各种扰动时的中性线电流频谱特征；/n步骤(5)利用步骤(2)的频谱特征，给出变压器正常运行的判据；/n步骤(6)利用步骤(3)的频谱特征，给出变压器电源断相的判据；/n步骤(7)利用步骤(4)的频谱特征，给出变压器...
【技术特征摘要】
1.一种变压器电源断相检测方法，其特征在于，该检测方法具体包括以下步骤：
步骤(1)建立一个用于分析变压器电源断相的电路仿真模型；
步骤(2)利用步骤(1)的仿真模型，分析得到变压器正常运行时的中性线电流频谱特征；
步骤(3)利用步骤(1)的仿真模型，分析得到变压器电源断相时的中性线电流频谱特征；
步骤(4)利用步骤(1)的仿真模型，分析得到变压器电源存在各种扰动时的中性线电流频谱特征；
步骤(5)利用步骤(2)的频谱特征，给出变压器正常运行的判据；
步骤(6)利用步骤(3)的频谱特征，给出变压器电源断相的判据；
步骤(7)利用步骤(4)的频谱特征，给出变压器电源断相的闭锁判据；
步骤(8)根据步骤(6)和步骤(7)，给出变压器电源断相位置的定位方法。
2.根据权利要求1所述的一种变压器电源断相检测方法，其特征在于，所述的步骤(1)具体包括以下小步骤：
步骤(1.1)选取一个典型的变压器电源系统；
步骤(1.2)根据步骤(1.1)建立一个与实际变压器电源系统相符的而非简化的电路仿真模型，使得仿真分析的结果能够正确反映电源系统中发生断相时的实际情况。
3.根据权利要求2所述的一种变压器电源断相检测方法，其特征在于，所述的步骤(2)具体包括以下小步骤：
步骤(2.1)分析得到一回线带一台变压器正常运行时的电流频谱特征；
步骤(2.2)分析得到一回线带两台变压器正常运行时的电流频谱特征；
步骤(2.3)分析得到一回线带三台变压器正常运行时的电流频谱特征。
4.根据权利要求3所述的一种变压器电源断相检测方法，其特征在于：所述的步骤(2)中系统正常运行时，一回线带不同数量变压器的共性频谱特征如下：特征1变压器正常运行时，在电源侧中性线电流的频谱图中，谐波频率以3+6×N次谐波(N为≥0的自然数)为主；特征2存在一个3+6×N次谐波频率，其幅值进入整个频域的前几名，这是由于系统正常运行时零序回路的电感和电容参数对该谐波频率发生了一定程度上的谐振，使得其幅值被放大且明显高于与其相邻的谐波频率，我们定义这个频率为正常运行谐振频率；特征3三次谐波频率的幅值大于五次和七次谐波。
5.根据权利要求4所述的一种变压器电源断相检测方法，其特征在于，所述的步骤(3)具体包括以下小步骤：
步骤(3.1)分析在变压器电源侧的不同位置断相情况，得到中性线的暂态电流的共性频谱特征；
步骤(3.2)分析在变压器电源母线至输电线路对侧之间的断相情况，得到中性线的暂态电流的频谱特征；
步骤(3.3)分析某台变压器至母线之间的断相情况，得到中性线的暂态电流的频谱特征；
步骤(3.4)分析在某台变压器至母线之间的断相情况，得到中性线的稳态电流的频谱特征；
步骤(3.5)分析在母线至输电线路对侧之间的断相情况，得到中性线的稳态电流的频谱特征。
6.根据权利要求5所述的一种变压器电源断相检测方法，其特征在于：所述的步骤(3.1)中中性线的暂态电流具有以下共性频谱特征：特征1在变压器电源断相后的瞬间，中性线电流中会有显著的电感-电容谐振频谱特征：某一个正常运行时幅值极小的谐波频率，在断相后的某一时刻其幅值会突增，其最大值在频谱图中的幅值排名在前几名内，且以它为中心，其相邻谱线的幅值均比它小，我们定义这个谐振频率为断相谐振频率；特征2由于电路中存在消耗谐振能量的电阻，因此断相谐振频率的幅值在断相后的短时间内是随着时间衰减的，谐振频率越高，衰减的越快；特征3变压器电源断相后必然会出现以下两个过程，即：谐振频率的幅值先是在极短的时间内上升并达到最大值，这是起振过程，然后随着时间的推移而衰减，直至断相谐振现象消失，这是衰减过程。
7.根据权利要求6所述的一种变压器电源断相检测方法，其特征在于：所述的步骤(3.2)中中性线的暂态电流具有如下频谱特征：特征1在断相后的短时间内，各变压器中性线电流的谐振频率相同，幅值百分数(以基波的幅值为100％)与平均值的偏差小；特征2谐振频率的幅值从最大值出现时刻起的一段时间内，在频域内的排名为前二名，且断相点距离母线越近，谐振频率越高，当断相点在线路的对侧时，谐振频率最低；特征3由于系统的零序电感和零序电容参数发生突变，导致正常运行谐振频率不再是断相后的谐振频率，因此各变压器中性线电流中该频率的幅值在频域内的排名将大幅下滑；特征4三次谐波的幅值要么大于五次和七次谐波(对于带有平衡绕组的星/星接线变压器)，要么小于五次或七次谐波(对于星/角或星/角-角接线变压器)。
8.根据权利要求7所述的一种变压器电源断相检测方法，其特征在于：所述的步骤(3.3)中中性线的暂态电流具有如下频谱特征：特征1该变压器中性线电流的谐振频率的最大幅值在频域内的排名在第二名至第五名之间，当断相点越靠近该变压器时，谐振频率越高；反之，当断相点越靠近母线时，谐振频率越低；特征2当各变压器中性线电流的谐振频率不同时，则断相点一定是在幅值最大的那台变压器的电源回路上；当谐振频率相同但幅值百分数相差比较大时，则断相点一定是在谐振频率最高的那台变压器的电源回路上；特征3该变压器中性线电流的三次谐波幅值由断相前三次的大于五次和七次谐波变成断相后的必然小于五次和七次谐波，而其他变压器中性线电流的三次谐波幅值仍然大于五次和七次谐波；特征4该变压器的中性线电流中正常运行谐振频率的幅值在频域内的排名将大幅下滑，对于其他电源回路完好的变压器，得不出同样的结论。
9.根据权利要求8所述的一种变压器电源断相检测方法，其特征在于：所述的步骤(3.4)中中性线的稳态电流具有如下频谱特征：特征1该变压器的中性线电流中正常运行谐振频率的幅值在频域内的排名将大幅下滑，对于其他电源回路完好的变压器得不出同样的结论；特征2该变压器中性线电流的三次谐波幅值必然低于五次和七次谐波，而其他变压器的中性线电流中的三次谐波幅值一定大于五次和七次谐波。
10.根据权利要求9所述的一种变压器电源断相检测方法，其特征在于：所述的步骤(3.5)中中性线的稳态电流具有如下频谱特征：特征1各变压器中性线电流中正常运行谐振频率的幅值在频域内的排名将大幅下滑；特征2各变压器中性线电流中三次谐波的幅值要么大于五次和七次谐波(对于带有平衡绕组的星/星接线变压器)，要么小于五次或七次谐波(对于星/角或星/角-角接线变压器)。
11.根据权利要求10所述的一种变压器电源断相检测方法，其特征在于：所述的步骤(4)具体包括以下小步骤：
步骤(4.1)分析三相电源的电压不平衡度大小变化、变压器的负荷大小变化以及有负荷启动或切除等情况，可知中性线电流中不会出现断相频谱特征；
步骤(4.2)分析电源系统中发生三相短路和三相短路接地故障的情况，可知变压器的中性线电流中会出现断相谐振特征，但是基波分量的幅值很小且直流分量的幅值大于基波分量，当故障消失时，谐振频率等于正常运行谐振频率，且直流分量的幅值大于基波分量；
步骤(4.3)分析电源系统中发生两相短路故障以及故障消失的情况，可知中性线电流中的谐振频率都等于正常运行谐振频率；
步骤(4.4)分析电...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢金平，洪源平，彭雄伟，王声学，冯欣，潘永成，司超，万玉晶，王金建，杨锡宏，徐龙，高瑞君，朱伟，许亮，肖建新，王东阳，胡洪涛，彭越，陈义东，魏佳楠，和子鉴，
申请(专利权)人：江苏核电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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