电流故障分量瞬时值极性比较实现变压器保护的方法

摘要

本发明公开了一种电流故障分量瞬时值极性比较实现变压器保护的方法，属于电力系统变压器保护技术领域。当变压器故障分量瞬时值在一定区间满足要求的同极性条件时，出口跳闸，则说明变压器内部发生故障。本发明使运行中的变压器当发生短路故障时能快速切除故障，不受外部短路切除后产生的励磁电流、和应涌流及变压器容性无功的影响。本发明的保护方法具有较好的抗电流互感器饱和的影响，当利用其他的电流互感器饱和判别和电流互感器饱和后进行数值和相位补偿的有关方法后本发明的方法完全不受电流互感器饱和的影响。本发明的方法同样适用于发电机、母线、电动机等元件的短路故障保护。

主权项

1.一种电流故障分量瞬时值极性比较实现变压器保护的方法，其特征在于包括以下步骤：S1：将变压器各侧归算到额定容量，并对变压器各侧的二次电流进行数值和相位补偿；S2：判断变压器是否至少有两侧断路器的动合触点的开入量变位为“1”，同时判断各侧电流互感器是否发生断线，当变压器至少有两侧断路器的动合触点的开入量变位为“1”，同时各侧电流互感器没有发生断线时，电流故障分量瞬时值比较保护开放，否则继续执行步骤S2；S3：相电流突变量或零序电流启动元件启动后，每间隔M时段分别根据变压器各侧各相采集到的相电流采样值，判断各相是否为电源相，如果满足以下两个条件则判定所述相电流采样值对应的相在M时段内为电源相，否则在所述M时段内不为电源相：A、在M时段内至少连续N时段存在相电流采样值的一阶差分电流与变压器的二次额定电流的比值系数K的绝对值大于可靠系数K1，即：$\frac{i_{\phi \left(\mathrm{\phi \phi }\right)\left(k\right)}-i_{\phi \left(\mathrm{\phi \phi }\right)(k-1)}}{2\sin \left(\frac{1}{\theta }\right)I_{N2}}=K$|K|＞K₁其中，为相电流采样值的一阶差分电流，I_N2为变压器的二次额定电流，i_φ(φφ)(k)、i_{φ(φφ)(k-1)}为同一相的两个相邻相或线电流采样值，K₁为可靠系数，θ为相邻两采样点间对应的角度；B、步骤A中得出的比值系数K的极性变换次数≤1，其中极性变换为正负极性之间的变换；S4：统计在该M时段内变压器各侧的电源相数量，如果变压器仅一侧存在一个或者多个电源相，则判定变压器内部故障，出口跳闸；如果变压器至少两侧存在电源相，则继续执行步骤S5；S5：对电源相的电流互感器饱和进行判别，如果电流互感器在本M时段饱和则对电源相的相或线电流采样值进行瞬时值幅值和极性补偿；S6：根据以下公式分别计算变压器各侧电源相的电流故障分量：$\Delta i_{\phi \left(\mathrm{\phi \phi }\right)\left(k\right)}=\frac{(i_{\phi \left(\mathrm{\phi \phi }\right)\left(k\right)}-i_{\phi \left(\mathrm{\phi \phi }\right)(k-T)})-(i_{\phi \left(\mathrm{\phi \phi }\right)(k-1)}-i_{\phi \left(\mathrm{\phi \phi }\right)(k-T-1)})}{2\sin (\theta /2)}$其中如果判定所述电源相的电流互感器在本M时段不饱和，则i_φ(φφ)(k)、i_{φ(φφ)(k-1)}为两个相邻的相或线电流采样值，且i_{φ(φφ)(k-T)}、i_{φ(φφ)(k-T-1)}为在前一周期内分别与i_φ(φφ)(k)、i_{φ(φφ)(k-1)}对应的相电流采样值，如果判定所述电源相的电流互感器饱和，则i_φ(φφ)(k)、i_{φ(φφ)(k-1)}为两个相邻的经瞬时值幅值和极性补偿的相或线电流采样值，且i_{φ(φφ)(k-T)}、i_{φ(φφ)(k-T-1)}为在前一周期内分别与i_φ(φφ)(k)、i_{φ(φφ)(k-1)}对应的经瞬时值幅值和极性补偿的相电流采样值；θ为相邻两采样点间对应的角度；S7：比较各侧相同电源相的电流故障分量瞬时值极性的同极性时间，如果启动元件启动后M1时段所述同极性时间＞N1，则判定变压器内部故障，出口跳闸；如果在启动元件启动后M1时段内所述同极性时间≤N1，则判断在启动元件启动后M2时段内所述同极性时间是否为N2，如果为N2则判定变压器内部故障，出口跳闸；如果在启动元件启动后M2时段内所述同极性时间不为N2，则判断在启动元件启动后M3时段内所述同极性时间是否为N3，如果为N3则判定变压器内部故障，出口跳闸；如果在启动元件启动后M3时段内所述同极性时间不为N3，则判断在启动元件启动一周期以及一周期以后所述同极性时间是否为N4，如果为N4则判定变压器内部故障，出口跳闸；其中，N1、N2、N3、N4均表示时间。