一种基于不平衡量的变压器差动保护方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于不平衡量的变压器差动保护方法及系统，属于电力系统继电保护技术领域。本发明专利技术的一种基于不平衡量的变压器差动保护方法，通过构建变压器微分方程，得到原边和副边不平衡量的映射关系及含原副边漏感的表达式；然后结合含原副边漏感的表达式，构建保护的差流判据计算式，并实时计算差动量以及制动量；最后根据计算出的实时差动量以及制动量，判断是否满足动作门槛，执行保护结果，从而可以克服变压器差动保护在铁芯饱和、产生涌流时存在原理缺陷，避免差动保护因为谐波判据不可靠而产生的误动，进一步可以克服系统的复杂电压电流谐波扰动，本发明专利技术方案简单，实用，切实可行，便于实现。便于实现。便于实现。

【技术实现步骤摘要】
一种基于不平衡量的变压器差动保护方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种基于不平衡量的变压器差动保护方法及系统，属于电力系统继电保护


技术介绍

[0002]目前主要集中在对变压器差动保护及零序过流保护等的防误动改进上。电力变压器保护已有百年历史，但电量主保护仍是电流差动保护，变压器涌流时存在励磁支路，不完全符合基尔霍夫电流定律，因此现有电流差动保护基本原理存在缺陷。在新能源接入以及储能场景下，因为存在波动性，谐波含量变化，容易误动。
[0003]因此长期以来，关于励磁涌流造成保护误动及对策问题，研究工作主要集中在空投涌流造成差动保护误动。解决励磁支路分流的常规方法是利用制动判据，制动方法及判据包括二次谐波制动
[1]、间断角识别
[2]、波形对称法
[3]等。对于近年经常误动的零序过流保护，文献
[4]建议通过提高零序过流加速段定值或增加二次谐波制动原理来提高保护的可靠性。文献
[5]提出了加入零序二次谐波制动或自适应抬高零序保护定值的零序电流保护改进方法等多种涌流抑制措施和零序电流保护防误动策略。文献
[6]提出了基于二次谐波含量与趋势变化的母联零序过流保护新方案，认为含量高且二次谐波含量不断增大是零模涌流的特征，用来作为涌流制动判据。文献
[7]提出了后备保护增加励磁涌流判据和电压闭锁条件。继电保护是电力系统安全运行的第一道防线，在日益复杂的电网形态下，对变压器继电保护的适应性提出了更加严苛的要求。
[0004]上述方法都是对原有保护方法的改进，在各自场景下是适用的，亟待提出适应性强的新型保护原理。
[0005][1]邵德军,尹项根,张哲,等.改进型二次谐波励磁涌流制动方法[J].电网技术,2006,(24):84
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88.
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[0007][3]和敬涵,李静正,姚斌,等.基于波形正弦度特征的变压器励磁涌流判别算法[J].中国电机工程学报,2007,27(4):54
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59.
[0008][4]谭靖,肖浩,李艳,等.基于暂态仿真的主变涌流对线路零序过流保护的影响研究[J].电力系统保护与控制,2015,(19):149
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153.
[0009][5]郭乾.高阻抗变压器和电流互感器暂态特性及其对保护影响的研究[D].华中科技大学,2018.
[0010][6]基于二次谐波含量与趋势变化的母联零序过流保护新方案[J].
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‑
110.

技术实现思路

[0013]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种通过构建变压器微分方程，得到原边和副边不平衡量的映射关系及含原副边漏感的表达式；然后结合含原副边漏感的表达式，构建保护的差流判据计算式，并实时计算差动量以及制动量；最后根据计算出的实时差动量以及制动量，判断是否满足动作门槛，执行保护结果，从而可以克服变压器差动保护在铁芯饱和、产生涌流时存在原理缺陷，避免差动保护因为谐波判据不可靠而产生的误动，进一步可以克服系统的复杂电压电流谐波扰动的基于不平衡量的变压器差动保护方法及系统。
[0014]为实现上述目的，本专利技术的第一种技术方案为：
[0015]一种基于不平衡量的变压器差动保护方法，
[0016]包括以下步骤：
[0017]S1，采集各种电量数据以及变压器原边、副边漏感参数，计算零模电压和零模电流；
[0018]S2，根据S1得到的电量数据、漏感参数以及零模电压和零模电流，构建变压器微分方程，得到原边和副边不平衡量的映射关系及含原副边漏感的表达式；
[0019]S3，结合S2中的含原副边漏感的表达式，构建保护的差流判据计算式，并实时计算差动量以及制动量；
[0020]S4，根据具体工程，整定保护的动作门槛和延时；
[0021]S5，根据S3中的计算出的实时差动量以及制动量，判断是否满足S4中的动作门槛，执行保护结果。
[0022]本专利技术经过不断探索以及试验，提供一种基于不平衡量的变压器差动保护方法，通过构建变压器微分方程，得到原边和副边不平衡量的映射关系及含原副边漏感的表达式；然后结合含原副边漏感的表达式，构建保护的差流判据计算式，并实时计算差动量以及制动量；最后根据计算出的实时差动量以及制动量，判断是否满足动作门槛，执行保护结果，从而可以克服变压器差动保护在铁芯饱和、产生涌流时存在原理缺陷，避免差动保护因为谐波判据不可靠而产生的误动，进一步可以克服系统的复杂电压电流谐波扰动，本专利技术方案简单，实用，切实可行，便于实现。
[0023]作为优选技术措施：
[0024]所述S1中，电量数据包括三相电流、变压器原边绕组端口三相电压、系统电阻、原边和副边绕组的电阻、变压器中性点电压；
[0025]三相电流包括电流i
A
、电流i
B
、电流i
C
；
[0026]变压器原边绕组端口三相电压包括电压u
AT
、电压u
BT
、电压u
CT
；
[0027]系统电阻为R，原边和副边绕组的电阻为r，其通过测量计算得到；
[0028]变压器中性点电压为u
N
，当变压器中性点接地时，则其值为0；
[0029]变压器原边和副边的漏感参数分别为L
σ
和L
σD
，其通过暂态运行数据参数识别的方法得到。
[0030]作为优选技术措施：
[0031]所述零模电压和零模电流的计算方法如下：
[0032]u0＝(u
AT
+u
BT
+u
CT
)/3；
[0033]i0＝(i
A
+i
B
+i
C
)/3；
[0034]其中，u0为零模电压，
[0035]i0为零模电流。
[0036]作为优选技术措施：
[0037]所述S2中，变压器的原边和副边不平衡量的映射关系包括以下内容：
[0038]变压器采用YD接线，电量归算到高压侧；
[0039]变压器原边绕组端口三相电压为u
AT
，u
BT
，u
CT
；
[0040]变压器副边绕组电压为u
a
、u
b
、u
c
；
[0041]变压器三相绕组漏感参数相同，变压器原边绕组漏感为L
σ
，变压器副边绕组漏感为L
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于不平衡量的变压器差动保护方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，采集各种电量数据以及变压器原边、副边漏感参数，计算零模电压和零模电流；S2，根据S1得到的电量数据、漏感参数以及零模电压和零模电流，构建变压器微分方程，得到原边和副边不平衡量的映射关系及含原副边漏感的表达式；S3，结合S2中的含原副边漏感的表达式，构建保护的差流判据计算式，并实时计算差动量以及制动量；S4，根据具体工程，整定保护的动作门槛和延时；S5，根据S3中的计算出的实时差动量以及制动量，判断是否满足S4中的动作门槛，执行保护结果。2.如权利要求1所述的一种基于不平衡量的变压器差动保护方法，其特征在于，所述S1中，电量数据包括三相电流、变压器原边绕组端口三相电压、系统电阻、原边和副边绕组的电阻、变压器中性点电压；三相电流包括电流i
A
、电流i
B
、电流i
C
；变压器原边绕组端口三相电压包括电压u
AT
、电压u
BT
、电压u
CT
；系统电阻为R，原边和副边绕组的电阻为r，其通过测量计算得到；变压器中性点电压为u
N
，当变压器中性点接地时，则其值为0；变压器原边和副边的漏感参数分别为L
σ
和L
σD
，其通过暂态运行数据参数识别的方法得到。3.如权利要求2所述的一种基于不平衡量的变压器差动保护方法，其特征在于，所述零模电压和零模电流的计算方法如下：u0＝(u
AT
+u
BT
+u
CT
)/3；i0＝(i
A
+i
B
+i
C
)/3；其中，u0为零模电压，i0为零模电流。4.如权利要求1所述的一种基于不平衡量的变压器差动保护方法，其特征在于，所述S2中，变压器的原边和副边不平衡量的映射关系包括以下内容：变压器采用YD接线，电量归算到高压侧；变压器原边绕组端口三相电压为u
AT
，u
BT
，u
CT
；变压器副边绕组电压为u
a
、u
b
、u
c
；变压器三相绕组漏感参数相同，变压器原边绕组漏感为L
σ
，变压器副边绕组漏感为L
σD
；变压器三相励磁支路感应电动势为e
a
，e
b
，e
c
；三相电流瞬时值之和的计算公式如下：i
A
+i
B
+i
C
＝3i0，其中，3i0是指三相电流瞬时值之和；副边绕组的线电流分别为i
aL
，i
bL
，i
cL
；三角绕组环流为i
D
；变压器中性点电压为u
N
；系统电阻为R，原边和副边绕组的电阻为r。5.如权利要求4所述的一种基于不平衡量的变压器差动保护方法，其特征在于，
所述含原副边漏感的表达式如下：其中，u0为零模电压，i0为零模电流，L
σ
和L
σD
分别为变压器原边和副边的漏感，通过暂态运行数据参数识别的方法得到；R、r分别为系统电阻、原边和副边绕组的电阻，通过测量计算得到；u
N
为变压器中性点电压；u0＝(u
AT
+u
BT
+u
CT
)/3，其中，u
AT
、u<...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹文斌，戚宣威，王松，黄晓明，裘愉涛，钱建国，方愉冬，吴佳毅，陈明，方芳，孙文文，宣佳卓，钱政旭，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：