基于振动位移信息的有载分接开关非电量保护方法及系统

技术领域

本发明涉及油浸式变压器的保护技术领域，尤其是一种基于振动位移信息的有载分接开关非电量保护方法及系统。

背景技术

变压器用有载分接开关是用于稳定负载中心电压、联络电网、调整负载潮流和改善无功分配的重要设备，其可靠运行直接关系到系统的稳定性。有载分接开关存在单独的油室，切换开关在油室中完成变压器分接头的切换，实现电流的转移并在绝缘油中可靠熄弧，但有载分接开关作为变压器中在高电压和大电流下快速运行的机械部件，在负荷波动时为实现调压需频繁切换，易发生接触不良、动作不到位等故障。故障情况下持续发热或存在持续电弧的现象引起绝缘油的汽化分解，气体膨胀和上升会使绝缘油向油枕涌动，同时绝缘油质量下降，直接影响有载分接开关的正常运行。

目前变压器有载分接开关配备的非电量保护主要有压力释放阀、防爆膜、瓦斯保护，其中，压力释放阀和防爆膜是压力感受型保护，随着变压器容量增大，当变压器重载运行的时候，有载分接开关正常切换情况下的切换电流较大，引起的油室内的压力起伏范围大，导致压力释放阀有误动的可能。

反映油流涌动的瓦斯保护是目前有载分接开关主要使用的非电量保护类型，长期的运行实践表明利用油枕连接管中绝缘油流速特征能够较好地甄别变压器有载分接开关的内部故障。但目前使用的瓦斯继电器依然延续着百年前Buchholz继电器的基本原理与机械结构，且保护定值为在长期运行中总结的经验值。有载分接开关在长期使用过程中由于氧化物脱落以及绝缘油劣化将析出大量油泥，而油泥一旦附着在瓦斯保护挡板、浮子或者弹簧等机械构件将严重影响电器动作的准确性和灵活性，而且机械式挡板和弹簧组成的重瓦斯检测机构仅能测量油流流速这一单一指标，仅凭流动速度这一单一指标来甄别运行状态，可能导致瓦斯保护作出错误判断。有载分接开关正常运行切换情况下会产生显著而持续的油流涌动，不同负载电流下油流涌动情况不同，特别是大容量变压器重载运行时，有载分接开关正常运行切换情况下电流较大，引起的油流速较大，大于之前适合较小容量变压器有载分接开关的瓦斯保护经验值，引起保护误动。现有机械式瓦斯保护越来越难以满足大容量变压器用有载分接开关保护可靠性的要求。根据工程实际运行经验及相关报道记载，已出现多起大容量变压器用有载分接开关瓦斯保护误动的案例。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种能够快速测量有载分接开关的振动位移，输出数字判据信息与整定值进行比较，做出快速判断，以快速隔离故障的基于振动位移信息的有载分接开关非电量保护方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种基于振动位移信息的有载分接开关非电量保护方法，该方法包括：

振动传感器获得设定间隔Δt内有载分接开关的振动位移x

数字式振动继电器判断是否满足x

数字式振动继电器判断是否满足x

数字式振动继电器判断是否满足x

第一、二、三计时器之间相互独立；

x

第一计时器、第二计时器、第三计时器的时间整定值分别为

x

本发明的另一目的在于提供一种基于振动位移信息的有载分接开关非电量保护系统，包括：

振动传感器，用于对有载分接开关的振动位移进行测量；

数字式振动继电器，用于接收振动传感器的输出信号，将振动位移与位移整定值进行对比；以及将各计时器的计时时长与时间整定值进行对比，在完成阈值对比之后，根据阈值对比结果，输出保护的动作指令；

其中，第一计时器，计时时间最长的计时器，用于记录振动位移维持大于x

第二计时器，计时时间次长的计时器，用于记录振动位移维持大于x

第三计时器，计时时间最短的计时器，用于记录振动位移维持大于x

三个计时器有中任意一个到达其时间整定值，则保护动作，断路器跳闸。

x

由上述技术方案可知，本发明的有益效果为：第一，本发明需要振动传感器持续实时测量有载分接开关的振动位移，并且将速度信息传递给数字式振动继电器；第二，数字式振动继电器依据振动位移-时间配合的整定值来判断保护是否动作，以及确定延时动作时间；第三，本发明可以对有载分接开关的运行进行可靠保护，根据振动位移-时间配合的整定值确定保护的动作延时，有效防止在有载分接开关正常切换时误动，同时在有载分接开关油室内部发生内部故障时准确动作，并且有良好的速动性。

附图说明

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明中振动传感器的安装位置示意图；

图3是本发明的振动位移-时间的整定值示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，一种基于振动位移信息的有载分接开关非电量保护方法，该方法包括：

振动传感器1获得设定间隔Δt内有载分接开关的振动位移x

数字式振动继电器判断是否满足x

数字式振动继电器判断是否满足x

数字式振动继电器判断是否满足x

第一、二、三计时器之间相互独立；

x

第一计时器、第二计时器、第三计时器的时间整定值分别为

x

本系统包括：

振动传感器1，用于对有载分接开关的振动位移进行测量；

数字式振动继电器，用于接收振动传感器1的输出信号，具有振动位移信号阈值对比功能，将振动位移与位移整定值进行对比；具有计时及时长阈值对比功能，将各计时器的计时时长与时间整定值进行对比，在完成阈值对比之后，根据阈值对比结果，输出保护的动作指令；

第一计时器，计时时间最长的计时器，用于记录振动位移维持大于x

第二计时器，计时时间次长的计时器，用于记录振动位移维持大于x

第三计时器，计时时间最短的计时器，用于记录振动位移维持大于x

三个计时器有中任意一个到达其时间整定值，则保护动作，断路器跳闸。

以下结合图1至3对本发明作进一步的说明。

本发明基于振动位移幅值，来判断有载分接开关的故障，振动位移超标越严重，则认为故障越严重，动作越快；因为有载分接开关本身是运动部件，在正常工作切换的时候也存在一定程度的振动，所以对振动程度进行合理分级、同时结合何时的动作延时，规避保护因正常切换导致误动作。

整体动作逻辑是，位移整定值分三级，越小的位移整定值对应的动作时间越长，越大的位移整定值对应的动作延时越短；振动位移超过哪一级位移整定值，哪一级计时器开始计时，超过多级整定值，多级计时器都启动计时；如果振动位移未达到某一级的位移整定值，则该级整定值持续置零；如果某级位移超标累计时间不到该级计时器的时间整定值，则保护返回，该级计时器置零；任何一级保护的计时器达到该级整定时间，保护动作。

图2是振动传感器1的安装位置示意图，在有载分接开关的切换开关油室顶盖与顶盖侧沿都安装振动位移传感器。

综上所述，本发明对于有载分接开关，通过设置合理的振动位移整定值和时间整定值，可以有效区有载分接开关的内部故障和正常切换。当有载分接开关正常切换时，可以有效防止误动；当变压器内部故障时，可以可靠动作。