一种在线自整定的变压器后备保护方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种在线自整定的变压器后备保护方法及系统。其中，该方法包括：通过选相元件判别变压器的故障相别；判别变压器的故障方向；采用与故障相别对应的计算策略，计算变压器的故障阻抗，并基于故障阻抗计算变压器的保护测距；根据保护测距计算变压器的阻抗保护动作时间；根据故障方向和阻抗保护动作时间，采用对应的保护策略对变压器执行相应的后备保护动作。本发明专利技术不仅可以作为变压器本体的后备保护，还可作为相邻线路的超远距离后备保护，实现了保护装置定值的在线自动整定，减少整定计算工作量，提高整定计算效率，同时通过保护定值达到了智能整定的目的。保护定值达到了智能整定的目的。保护定值达到了智能整定的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种在线自整定的变压器后备保护方法及系统


[0001]本专利技术涉及电气系统及其自动化继电保护
，并且更具体地，涉及一种在线自整定的变压器后备保护方法及系统、以及存储介质和电子设备。

技术介绍

[0002]变压器后备保护既可作为变压器本体差动保护和瓦斯保护的后备，也可对变压器外部故障引起的过电流起到保护作用，作为变压器各侧母线以及相邻出线的远后备保护。对于外部相间短路引起的变压器过电流，一般采用复压过流保护。对外部接地短路故障，采用零序电流保护或零序电压保护等。变压器采用复压过流保护后，虽然过电流元件的灵敏度提高了，但如果复合电压元件的灵敏度不高，变压器后备保护的整体灵敏度将会受到影响。由于线路故障几率比较高，如果故障线路自身的保护装置或断路器拒动，而主变该侧复压过流保护灵敏度不足，将使变压器长期通过较大的故障电流而不能切除故障，导致事故范围扩大，给电力系统带来严重的后果。
[0003]线路距离保护是利用保护安装处测量电压和测量电流的比值来进行故障识别和定位的保护方式，其具备无需通道、受运行方式影响小等优势，一直以来作为重要的保护类型，在国内外110kV及以上电压等级输电线路得到广泛应用。变压器阻抗保护也通常作为相邻线路后备保护，需要和线路距离保护在阻抗定值和时间定值上严格配合。传统的线路距离保护和变压器阻抗保护的动作定值和动作时延均为预先设定的固定值，因此电网结构改变或者运行方式改变后都需要进行重新计算。而传统距离保护的定值由调度人员根据系统接线方式及系统参数进行离线计算，定值整定完成后，由现场运行维护人员输入线路保护装置。但是不同厂家的距离保护原理及动作特征均不相同，造成距离保护定值差异较大，存在整定计算工作量大，定值适应性不强，整定计算效率低，整定环节多易出错等问题。
[0004]针对上述的现有技术中存在的传统变压器后备保护存在整定计算工作量大，定值适应性不强以及整定计算效率低的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的传统变压器后备保护存在整定计算工作量大，定值适应性不强以及整定计算效率低的技术问题，本专利技术提供一种在线自整定的变压器后备保护方法及系统，以实现保护装置定值的在线自动整定，减少整定计算工作量，提高整定计算效率，同时通过保护定值的智能整定技术，实现变压器后备保护和相邻线路距离保护之间的协调配合。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供了一种在线自整定的变压器后备保护方法，包括：
[0007]通过选相元件判别变压器的故障相别；
[0008]判别变压器的故障方向；
[0009]采用与故障相别对应的计算策略，计算变压器的故障阻抗，并基于故障阻抗计算变压器的保护测距；
[0010]根据保护测距计算变压器的阻抗保护动作时间；
[0011]根据故障方向和阻抗保护动作时间，采用对应的保护策略对变压器执行相应的后备保护动作。
[0012]可选地，通过选相元件判别变压器的故障相别，包括：
[0013]在选相元件启动后，获取变压器故障前一定时间的负荷正序电流的幅值；
[0014]计算变压器故障后的三个单相电流幅值；
[0015]基于负荷正序电流的幅值和三个单相电流幅值，根据预设的判别条件，判别变压器的故障相别，其中故障相别包括相间故障、三相故障和单相故障。
[0016]可选地，判别变压器的故障方向，包括：
[0017]根据预设的判别规则，判别变压器的反方向/正方向是否发生故障；
[0018]根据判别的结果，确定变压器的故障方向。
[0019]可选地，根据预设的判别规则，判别变压器的反方向是否发生故障，包括：
[0020]判别变压器的零序反方向元件是否动作，得到第一结果；
[0021]判别变压器的负序反方向元件是否动作，得到第二结果；
[0022]判别变压器的三个相间反方向元件是否至少有两个动作，得到第三结果；
[0023]根据第一结果、第二结果和第三结果，判别变压器的反方向是否发生故障。
[0024]可选地，根据预设的判别规则，判别变压器的正方向是否发生故障，包括：
[0025]判别变压器的零序正方向元件是否动作，得到第四结果；
[0026]判别变压器的负序正方向元件是否动作，得到第五结果；
[0027]判别变压器的三个相间正方向元件是否至少有两个动作，得到第六结果；
[0028]根据第四结果、第五结果和第六结果，判别变压器的正方向是否发生故障。
[0029]可选地，当故障相别为相间短路故障时，该方法还包括：
[0030]利用以下公式计算变压器的故障阻抗Z
C
：
[0031][0032]式中，U
ΦΦ
为实时电压，I
ΦΦ
为实时电流；
[0033]并且，利用以下公式计算变压器的保护测距：
[0034]L
C
＝Z
C
/Z1[0035]式中，Z
C
为相间短路故障时变压器的故障阻抗，Z1为单位长度正序阻抗。
[0036]可选地，当故障相别为单相接地短路故障时，该方法还包括：
[0037]利用以下公式作为迭代起点的计算公式，计算变压器的故障阻抗Z
C(0)
：
[0038][0039]式中，k＝(Z0‑
Z1)/3Z1为零序补偿系数，为保护安装处测量的零序电流，θ为线路正序阻抗角，Z
m
是测量阻抗，为A相测量相电压，为A相测量相电流，j为虚数符号；
[0040]在每次迭代计算时，根据判据是否满足进行迭代操作，其中判据满足条件为：
[0041][0042]并且，利用以下公式计算变压器的保护测距L
C
：
[0043]L
C
＝|Z
C(n)
|/Z1[0044]式中，Z
C(n)
为迭代计算n次后发生单相接地短路故障时变压器的故障阻抗，Z1为单位长度正序阻抗。
[0045]可选地，变压器的阻抗保护动作时间t
op
的计算公式如下：
[0046][0047]式中，t
op.max
为用户整定的后备保护最长动作时间，L
C
为变压器的保护测距，L为线路全长，t
j
的含义如下式所示：
[0048][0049]式中，L
max
为变压器的最大线路全长，T
max
为变压器的最长保护时间。
[0050]可选地，根据故障方向和阻抗保护动作时间，采用对应的保护策略对变压器执行相应的后备保护动作，包括：
[0051]在有相间或接地方向元件判为反方向故障，并满足用户整定的允许跳闸的相电流或零序电流时，用计算得到的故障相间阻抗计时，计时小于预设时段动作时增加振荡闭锁，计时超过预设时段跳闸时取消本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在线自整定的变压器后备保护方法，其特征在于，包括：通过选相元件判别变压器的故障相别；判别变压器的故障方向；采用与故障相别对应的计算策略，计算变压器的故障阻抗，并基于故障阻抗计算变压器的保护测距；根据保护测距计算变压器的阻抗保护动作时间；根据故障方向和阻抗保护动作时间，采用对应的保护策略对变压器执行相应的后备保护动作。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过选相元件判别变压器的故障相别，包括：在选相元件启动后，获取变压器故障前一定时间的负荷正序电流的幅值；计算变压器故障后的三个单相电流幅值；基于负荷正序电流的幅值和三个单相电流幅值，根据预设的判别条件，判别变压器的故障相别，其中故障相别包括相间故障、三相故障和单相故障。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判别变压器的故障方向，包括：根据预设的判别规则，判别变压器的反方向/正方向是否发生故障；根据判别的结果，确定变压器的故障方向。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据预设的判别规则，判别变压器的反方向是否发生故障，包括：判别变压器的零序反方向元件是否动作，得到第一结果；判别变压器的负序反方向元件是否动作，得到第二结果；判别变压器的三个相间反方向元件是否至少有两个动作，得到第三结果；根据第一结果、第二结果和第三结果，判别变压器的反方向是否发生故障。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据预设的判别规则，判别变压器的正方向是否发生故障，包括：判别变压器的零序正方向元件是否动作，得到第四结果；判别变压器的负序正方向元件是否动作，得到第五结果；判别变压器的三个相间正方向元件是否至少有两个动作，得到第六结果；根据第四结果、第五结果和第六结果，判别变压器的正方向是否发生故障。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当故障相别为相间短路故障时，该方法还包括：利用以下公式计算变压器的故障阻抗Z
C
：式中，U
ΦΦ
为实时电压，I
ΦΦ
为实时电流；并且，利用以下公式计算变压器的保护测距：L
C
＝Z
C
/Z1式中，Z
C
为相间短路故障时变压器的故障阻抗，Z1为单位长度正序阻抗。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当故障相别为单相接地短路故障时，该方
法还包括：利用以下公式作为迭代起点的计算公式，计算变压器的故障阻抗Z
C(0)
：式中，k＝(Z0‑
Z1)/3Z1为零序补偿系数，为保护安装处测量的零序电流，θ为线路正序阻抗角，Z
m
是测量阻抗，为A相测量相电压，为A相测量相电流，j为虚数符号；在每次迭代计算时，根据判据是否满足进行迭代操作，其中判据满足条件为：并且，利用以下公式计算变压器的保护测距L
C
：L
C
＝|Z
C(n)
|/Z1式中，Z
C(n)
为迭代计算n次后发生单相接地短路故障时变压器的故障阻抗，Z1为单位长度正序阻抗。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，变压器的阻抗保护动作时间t
op

【专利技术属性】
技术研发人员：王书扬，李天华，王兴国，梁英，杨国生，周泽昕，杜丁香，李彬，郭雅蓉，程琪，戴飞扬，刘佳琪，王安宁，吴秋丽，范荣奇，李靖，戈宁，宫德锋，陈雪峰，王宝松，王玥婷，杨超，史文芳，李玉敏，刘萌，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司国网山东省电力公司泰安供电公司国网四川省电力公司，
类型：发明
国别省市：