一种获取换流变内部短路故障二次谐波特征的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种获取换流变内部短路故障二次谐波特征的方法及系统，属于换流变流器技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种获取换流变内部短路故障二次谐波特征的方法及系统


[0001]本专利技术涉及换流变流器
，并且更具体地，涉及一种获取换流变内部短路故障二次谐波特征的方法及系统
。

技术介绍

[0002]换流变压器作为特高压电网中的关键设备之一，肩负着整个电力系统电压和能量转换的重要作用
。
随着单台变压器容量的不断增加，大型变压器故障发生率逐年升高，国内外已出现多次大型变压器
(
换流变
)
内部短路故障引起的重大事故，且部分事故中出现变压器差流二次谐波超标，引起变压器差动保护出口显著延迟，造成事故范围和损失扩大，严重影响电力系统安全稳定运行
。
[0003]换流变压器通常配置有电量保护和非电量保护，针对稳态的绕组匝间绝缘损坏，电量保护中换流变大差比率差动保护
、Y/Y
变比率差动保护
、Y/D
变比率差动保护等主保护均能够快速识别稳态的绕组匝间短路故障，非电量保护中瓦斯保护等也能够识别稳态的绕组匝间短路故障，对设备形成有效保护
。
但是随着特高压换流站接入交流电网电压等级越来越高，换流变压器绕组匝间绝缘损坏形成内部短路后可能迅速发展成多匝短路，暂态短路电流急剧增大，形成快速发展的故障形态
。
由于换流变压器差动保护配置二次谐波制动功能，当二次谐波含量大于一定数值后，将闭锁差动保护出口，防止励磁涌流造成差动保护误动
。
换流变压器发展性匝间短路故障中电流急剧增大的特征同励磁涌流产生的二次谐波特征难以区分，导致换流变压器差动保护因二次谐波闭锁时间较长，无法快速识别并切除故障，可能危及到设备甚至系统的安全稳定运行
。
[0004]现有研究方法和成果尚无法揭示变压器内部复杂短路过程造成变压器差流二次谐波制动的根本原因及其影响因素，现有保护方法无法避免内部复杂短路造成的影响
。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提出了一种获取换流变内部短路故障二次谐波特征的方法，包括：
[0006]在换流变发生内部短路故障时，确定所述换流变的网侧电流
、
阀侧电流和故障差流，并提取得到所述网侧电流
、
阀侧电流和故障差流的基波幅值及二次谐波幅值及分量；
[0007]在平面坐标系中，针对所述基波幅值及二次谐波幅值，做所述基波幅值及二次谐波幅值与所对应频率的第一函数图像；
[0008]基于所述基波及二次谐波的分量，确定二次谐波占基波的百分比，基于所述百分比，在平面在坐标系中，针对所述百分比，做百分比与对应时间的第二函数图像；
[0009]基于所述第一函数图像和第二函数图像，获取换流变内部短路故障时，二次谐波的特征
。
[0010]可选的，在换流变发生内部短路故障时，确定所述换流变的网侧电流
、
阀侧电流和故障差流，包括：获取换流变发生内部短路故障时网侧电流及阀侧电流的录波数据，根据所
述录波数据的网侧电流及阀侧电流，并根据所述网侧电流及阀侧电流确定故障差流
。
[0011]可选的，提取得到所述网侧电流
、
阀侧电流和故障差流的基波幅值及二次谐波幅值及分量，包括：对所述网侧电流
、
阀侧电流及故障差流，进行向前开窗的傅里叶分解，以提取所述网侧电流
、
阀侧电流和故障差流的基波及谐波的幅值及分量
。
[0012]可选的，方法还包括：确定其他次谐波的幅值和分量，通过确定其他次谐波的函数图像，确定其他次谐波的特征
。
[0013]再一方面，本专利技术还提出了一种获取换流变内部短路故障二次谐波特征的系统，包括：
[0014]信息采集单元，用于在换流变发生内部短路故障时，确定所述换流变的网侧电流
、
阀侧电流和故障差流，并提取得到所述网侧电流
、
阀侧电流和故障差流的基波幅值及二次谐波幅值及分量；
[0015]第一函数单元，用于在平面坐标系中，针对所述基波幅值及二次谐波幅值，做所述基波幅值及二次谐波幅值与所对应频率的第一函数图像；
[0016]第二函数单元，用于基于所述基波及二次谐波的分量，确定二次谐波占基波的百分比，基于所述百分比，在平面在坐标系中，针对所述百分比，做百分比与对应时间的第二函数图像；
[0017]特征获取单元，用于基于所述第一函数图像和第二函数图像，获取换流变内部短路故障时，二次谐波的特征
。
[0018]可选的，信息采集单元在换流变发生内部短路故障时，确定所述换流变的网侧电流
、
阀侧电流和故障差流，包括：获取换流变发生内部短路故障时网侧电流及阀侧电流的录波数据，根据所述录波数据的网侧电流及阀侧电流，并根据所述网侧电流及阀侧电流确定故障差流
。
[0019]可选的，信息提取单元提取得到所述网侧电流
、
阀侧电流和故障差流的基波幅值及二次谐波幅值及分量，包括：对所述网侧电流
、
阀侧电流及故障差流，进行向前开窗的傅里叶分解，以提取所述网侧电流
、
阀侧电流和故障差流的基波及谐波的幅值及分量
。
[0020]可选的，特征获取单元还用于：确定其他次谐波的幅值和分量，通过确定其他次谐波的函数图像，确定其他次谐波的特征
。
[0021]再一方面，本专利技术还提供了一种计算设备，包括：一个或多个处理器；
[0022]处理器，用于执行一个或多个程序；
[0023]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如上述所述的方法
。
[0024]再一方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如上述所述的方法
。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0026]本专利技术提供了本专利技术提出了一种获取换流变内部短路故障二次谐波特征的方法，包括：在换流变发生内部短路故障时，确定所述换流变的网侧电流
、
阀侧电流和故障差流，并提取得到所述网侧电流
、
阀侧电流和故障差流的基波幅值及二次谐波幅值及分量；在平面坐标系中，针对所述基波幅值及二次谐波幅值，做所述基波幅值及二次谐波幅值与所对应频率的第一函数图像；基于所述基波及二次谐波的分量，确定二次谐波占基波的百分比，
基于所述百分比，在平面在坐标系中，针对所述百分比，做百分比与对应时间的第二函数图像；基于所述第一函数图像和第二函数图像，获取换流变内部短路故障时，二次谐波的特征
。
本专利技术得到的二次谐波的特征，为实现换流变发展性匝间短路故障的快速切除提供了有力支撑，保障了设备及系统的安全运行
。
附图说明
[0027]图1为本专利技术方法的流程图；
[0028]图2为本专利技术方法实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种获取换流变内部短路故障二次谐波特征的方法，其特征在于，所述方法包括：在换流变发生内部短路故障时，确定所述换流变的网侧电流
、
阀侧电流和故障差流，并提取得到所述网侧电流
、
阀侧电流和故障差流的基波幅值及二次谐波幅值及分量；在平面坐标系中，针对所述基波幅值及二次谐波幅值，做所述基波幅值及二次谐波幅值与所对应频率的第一函数图像；基于所述基波及二次谐波的分量，确定二次谐波占基波的百分比，基于所述百分比，在平面在坐标系中，针对所述百分比，做百分比与对应时间的第二函数图像；基于所述第一函数图像和第二函数图像，获取换流变内部短路故障时，二次谐波的特征
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在换流变发生内部短路故障时，确定所述换流变的网侧电流
、
阀侧电流和故障差流，包括：获取换流变发生内部短路故障时网侧电流及阀侧电流的录波数据，根据所述录波数据的网侧电流及阀侧电流，并根据所述网侧电流及阀侧电流确定故障差流
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取得到所述网侧电流
、
阀侧电流和故障差流的基波幅值及二次谐波幅值及分量，包括：对所述网侧电流
、
阀侧电流及故障差流，进行向前开窗的傅里叶分解，以提取所述网侧电流
、
阀侧电流和故障差流的基波及谐波的幅值及分量
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：确定其他次谐波的幅值和分量，通过确定其他次谐波的函数图像，确定其他次谐波的特征
。5.
一种获取换流变内部短路故障二次谐波特征的系统，其特征在于，所述系统包括：信息采集单元，用于在换流变发生内部短路故障时，确定所述换流变的网侧电流
、
阀侧电流和故障差流，并提取得到所述网侧电流
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，汪可，张书琦，程涣超，李戈琦，张耀，李嘉熙，王若溪，谭瑞娟，赵晓林，刘强，王子为，王健一，孙建涛，刘雪丽，遇心如，邓俊宇，汤浩，李熙宁，张荐，王一林，赵义焜，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网陕西省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：