一种变压器内部故障快速识别和保护的方法及系统

技术领域

本发明涉及继电保护技术，尤其涉及一种变压器内部故障快速识别和保护的方法及系统。

背景技术

差动保护作为变压器的主保护，具有灵敏度高、动作简单可靠快速、能适应电力系统震荡、非全相运行的优点，但会受到励磁涌流、CT断线和CT饱和等影响造成误动。为了提高差动保护的可靠性，通常需要增设励磁涌流识别元件、CT断线判别元件、CT饱和判别元件防止误动，但同时也降低了差动保护的快速性，使得差动保护动作时间一般在20ms以上，特别是当变压器发生内部轻微故障且谐波含量较大时，差动保护会慢动甚至拒动。目前变压器保护装置仅提供跳变压器各侧开关的三相跳闸接点，装置跳闸出口继电器典型动作时间为5～10ms，操作箱收到变压器保护装置三相跳闸接点后，首先启动TJR继电器，TJR继电器重动后再分相跳开开关，导致差动保护慢动。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种能够提高变压器内部故障识别速度并进行快速保护的变压器内部故障快速识别和保护的方法及系统。

技术方案：本发明所述的一种变压器内部故障快速识别和保护的方法，包括：

采集变压器各侧相电压、电流数据；

计算相电压突变量、差流突变量、差流突变量半波积分值和制动电流突变量半波积分值；

若变压器各侧相电压突变和差流突变同步出现，则判定发生变压器内部故障；

判定发生变压器内部故障后，在展宽时间内，若突变量差动保护元件满足差动保护条件则启动保护装置，进行保护动作。

优选地，所述变压器各侧相电压突变和差流突变同步出现的判据为：当变压器各侧相电压突变和差流突变满足第一条件、第二条件中的一条时，展宽T

所述第一条件为ΔV＞δ

所述第二条件为Δi

其中ΔV为相电压突变量，δ

优选地，所述T

优选地，所述突变量差动保护元件是否满足差动保护条件的过程为：

在展宽T

所述第三条件为ΔI

其中，ΔI

优选地，所述保护装置提供跳变压器各侧开关分相跳闸接点，同时采用分相跳闸继电器。

优选地，所述分相跳闸继电器为MOS管快速继电器。

本发明所述的一种变压器内部故障快速识别和保护的系统，包括：

数据采集模块，用于采集变压器各侧相电压和电流；

计算模块，用于计算相电压突变量、差流突变量、差流突变量半波积分值和制动电流突变量半波积分值；

变压器内部故障识别模块，用于在满足判别条件时判断发生变压器内部故障，所述判别条件为相电压突变和差流突变同步出现；

保护动作模块，用于在突变量差动保护元件满足差动保护条件时启动保护装置进行保护动作。

优选地，所述保护装置提供跳变压器各侧开关分相跳闸接点，同时采用分相跳闸继电器。

本发明所述的一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被加载至处理器时实现上述变压器内部故障快速识别和保护的方法。

本发明所述的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述变压器内部故障快速识别和保护的方法。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：1、利用变压器内部故障时电压突变与差流突变同步出现，而区外故障CT饱和、变压器铁芯饱和出现涌流时电压突变和差流突变存在时间差，CT异常时差流突变而电压不会突变的特征，结合突变量差动保护元件实现快速识别变压器区内故障并快速进行保护，区外故障、区外故障CT饱和、涌流以及CT异常等情况下可靠闭锁防止误动；2、变压器保护装置提供跳变压器各侧开关采用分相跳闸接点，同时采用分相跳闸继电器，快速启动保护动作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示，本发明所述的一种变压器内部故障快速识别和保护的方法，包括以下步骤：

(1)采集变压器各侧相电压、电流数据；

(2)计算相电压突变量、差流突变量、差流突变量半波积分值和制动电流突变量半波积分值；

(3)判断变压器各侧相电压突变和差流突变是否同步出现，其判断依据为：

当变压器各侧相电压突变和差流突变满足第一条件、第二条件中的一条时，展宽T

所述第一条件为ΔV＞δ

所述第二条件为Δi

其中ΔV为相电压突变量，δ

(4)发生变压器内部故障后，在展宽T

判断突变量差动保护元件是否满足差动保护条件的过程为：

在展宽T

所述第三条件为ΔI

其中，ΔI

所述保护装置提供跳变压器各侧开关分相跳闸接点，同时采用分相跳闸继电器，装置开关分相跳闸接点直接接入操作箱分相跳闸开入，实现开关分相快速跳闸，和仅提供三相跳闸节点的常规方法相比，可减少1级操作箱继电器重动的时间。优选地，所述分相跳闸继电器为基于MOS管的快速通断控制开出回路，典型动作时间为1ms。

由于变压器区外故障时电压会立即突变，只有当变压器两侧CT由线性工作区进入到饱和工作区时CT才会饱和，出现差流，因此电压突变先于差流突变出现；变压器空载合闸或者故障切除后电压恢复等工况时，电压突变引起的累积磁通经过一定的时间才会使变压器铁芯进入饱和，产生励磁涌流，表现为差流，因此电压突变也先于差流突变出现；当发生CT断线时，会出现差流，但是电压不会变化；而变压器发生内部故障时电压突变和差流突变同步出现，利用电压突变和差流突变时间差能快速识别变压器内部故障。结合突变量差动保护元件实现变压器区内故障时快速动作，区外故障、区外故障CT饱和、涌流以及CT异常等情况下可靠闭锁防止误动。

本发明所述的一种变压器内部故障快速识别和保护的系统，包括：

数据采集模块，用于采集变压器各侧相电压和电流；

计算模块，用于计算相电压突变量、差流突变量、差流突变量半波积分值和制动电流突变量半波积分值；

变压器内部故障识别模块，用于在满足判别条件时判断发生变压器内部故障，所述判别条件为相电压突变和差流突变同步出现；

保护动作模块，用于在突变量差动保护元件满足差动保护条件时启动保护装置进行保护动作；所述保护装置提供跳变压器各侧开关分相跳闸接点，同时采用分相跳闸继电器。

本发明所述的一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被加载至处理器时实现上述变压器内部故障快速识别和保护的方法。

本发明所述的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述变压器内部故障快速识别和保护的方法。