變壓器差動保護差流及差動保護瞬時ta異常狀態識別保護的方法
2023-10-09 22:04:29 3
專利名稱：變壓器差動保護差流及差動保護瞬時ta異常狀態識別保護的方法
技術領域：
本發明涉及變壓器差動保護差流及差動保護瞬時TA異常狀態識別保護的方法，尤其是比率制動式變壓器差動迴路差流異常識別原理和工頻變化量電壓開放元件與電流量相結合的差動保護瞬時TA斷線、短路等異常狀態識別新方法。
背景技術：
目前常用的變壓器差動迴路差流異常報警判別方法為當任一相差流大於差流報警定值(Ibj_set)的時間超過10秒時發出差流異常報警信號，不閉鎖差動保護。差流報警整定值應避開有載調壓變壓器分接頭不在中間時產生的最大差流，或其他原因運行時可能產生的最大差流。因此一般差流報警定值整定為0.2Ie(Ie為變壓器額定電流)左右。目前現有變壓器差動保護差流異常識別方法都為固定門檻式，存在靈敏度低的問題。
目前現有的變壓器差動保護迴路瞬時TA(電流互感器)斷線判別原理均採用閉鎖式，且只使用電流量。因此瞬時TA斷線判別存在不可靠的問題，不能夠判別差動保護TA二次迴路的短路或誤碰，不能判別差動保護TA二次迴路的多相斷線或多側斷線等問題，這些問題常常會引起差動保護的誤動，影響了變壓器差動保護的可靠性與安全性。
常規的變壓器差動保護迴路瞬時TA斷線判別原理可以總結為以下當任一相差動電流大於0.1Ie(Ie為變壓器額定電流)或者是任一相差動電流大於差動保護起動值，進行差動保護的瞬時TA斷線判別，其滿足下列條件時才認為是TA斷線(1)某側三相電流中任一相無電流；(2)其它兩相電流與起動前電流相等；因此常規的變壓器差動保護迴路瞬時TA斷線判別原理的缺點可表述如下—只能判別變壓器差動保護迴路單側的單相斷線。對於單側迴路的多相斷線和多側同時斷線不能判別。
—不能判別某相電流沒有減到零的情況，例如某相電流斷線時，電流並沒有完全斷開的情況。
—不能判別差動保護TA二次迴路的短路情況，例如某側兩相電流的二次迴路發生短接或誤碰，這兩相電流同時變小。
—變壓器差動保護迴路瞬時TA斷線判別原理均採用閉鎖式。因此從原理上講就存在缺陷即判別速度慢，容易誤閉鎖等。
發明內容
本發明目的是將比率制動原理應用於變壓器差動迴路差流異常報警判別，提高保護的靈敏度，且不會誤報警。變壓器差動保護迴路瞬時TA(定義電流互感器)斷線判別採用工頻變化量電壓開放元件與電流量相結合的新方法，能夠判別變壓器差動保護迴路單側迴路的多相斷線或多側同時斷線的情況；提出一種判別速度快，可靠性高的方法。
本發明的目的是這樣實現的其所採用的動作方程為當任一相差流滿足下式的時間超過10秒時發出差流異常報警信號，不閉鎖差動保護。即差流異常報警採用比率制動原理，其差流異常報警門檻值隨變壓器的負荷電流而變化，突破了傳統的固定門檻式差流異常報警方式。差流報警起始定值應按避開變壓器的勵磁電流整定。因此一般差流報警定值整定為0.03Ie(Ie為變壓器額定電流)左右。靈敏度高，且不會誤報警。
其中k為某一比例常數，I1.......m分別為變壓器各側電流，Id為差動電流，Ir為制動電流。
將工頻變化量電壓開放元件與電流量相結合，變壓器差動保護迴路瞬時TA斷線與短路判別原理採用允許式。其原理為發生變壓器各種區內故障時，工頻變化量電壓開放元件一般均可動作，而對於變壓器的各種區內小電流故障(包括輕微匝間故障)，故障後的電流比故障前的電流總會有某側某相的電流會增加；而在變壓器差動保護迴路出現TA斷線與短路等異常時，工頻變化量電壓開放元件不會起動，且電流是減少的；因此利用上述特點，新型變壓器差動保護迴路瞬時TA斷線與短路判別原理所採用的動作方程可描述如下差動保護起動後滿足以下任一條件認為是故障情況，開放差動保護，否則認為是差迴路TA異常造成的差動保護起動。
(1)任一側任一相間工頻變化量電壓元件起動；(2)任一側負序相電壓大於6V；(3)起動後任一側任一相電流比起動前增加；(4)起動後最大相電流大於1.1Ie。
本發明的特點—由於採用比率制動特性，差流異常報警動作特性可以較好地與差流不平衡電流配合，因此差流異常報警定值可以安全地降低，靈敏度得到很大提高。
—由於變壓器差動保護迴路瞬時TA斷線與短路判別原理採用允許式。因此從原理上講就存在判別速度快，可靠性高的優點。
—由於採用工頻變化量電壓開放元件與電流量相結合的新方法，能夠判別變壓器差動保護迴路單側迴路的多相斷線或多側同時斷線的情況；—由於採用工頻變化量電壓開放元件與電流量相結合的新方法，能夠判別變壓器差動保護迴路單側的多相斷線或多側同時斷線的複雜情況；同時也能夠判別差動保護TA二次迴路的短路情況，例如某側兩相或三相電流的二次迴路發生短接或誤碰現象。這甚至能夠解決現場運行人員在變壓器帶旁路運行方式時，沒有將相應的TA二次迴路進行切換，從而可能導致差動保護誤動的問題。
因此在採用比率制動式變壓器差動迴路差流異常識別原理和工頻變化量電壓開放元件與電流量相結合的差動保護瞬時TA斷線、短路等異常狀態識別原理可以有效解決以往國內外變壓器差動保護所普遍存在的差動迴路差流異常報警靈敏度不高，TA斷線判別不可靠等問題。
具體實施例方式
(1)比率制動原理的變壓器差動迴路差流異常報警判別。其動作方程具體描述如下
其中k為某一比例常數，在本例中一般取為0.18，I1.......m分別為變壓器各側電流，Id為差動電流，Ir為制動電流，Ibj_set為差流異常報警定值，在本例中一般取為0.03Ie(Ie為變壓器額定電流)左右。通過上述動作方程可以看出，當變壓器負荷電流增加時，差流異常報警的門檻自動升高，而在輕負荷情況差流異常報警的門檻值自動降低，因此差流異常報警的靈敏度高，且不會誤報警。
(2)變壓器差動保護迴路瞬時TA斷線與短路判別原理具體描述如下將工頻變化量電壓開放元件與電流量相結合，變壓器差動保護迴路瞬時TA斷線與短路判別採用允許式，差動保護起動後滿足以下任一條件認為是故障情況，開放差動保護，否則認為是差迴路TA異常造成的差動保護起動。
①任一側任一相間工頻變化量電壓元件起動；即ΔUnn＞kUN+ΔUT，(式中k為某一比例常數，本例中取為0.05，UN為額定電壓，ΔUT為電壓浮動門坎)。上述相間工頻變化量電壓元件保證在有0.2額定電壓的變化時能夠啟動，保證在系統發生一般故障時能靈敏可靠動作。
②任一側負序相電壓大於6V；即3U2≥6V，負序電壓元件保證在系統發生不對稱故障時，能夠啟動，不進行TA斷線的判別。
③起動後任一側任一相電流比起動前增加；即起動後任一側任一相電流比起動前增加3％對於變壓器的各種區內小電流故障(包括輕微匝間故障)，故障後的電流比故障前的電流總會有某側某相的電流會增加；而在變壓器差動保護迴路出現TA斷線與短路等異常時，工頻變化量電壓開放元件不會起動，且電流是減少的。因此上述電流增加判據保證在變壓器的各種區內小電流故障(包括輕微匝間故障)不進行TA斷線的判別。
④起動後最大相電流大於1.1Ie，即在變壓器過載的情況下，不進行TA斷線的判別。
權利要求
1.變壓器差動保護差流及差動保護瞬時TA異常狀態識別保護的方法，其特徵是所採用的動作方程為差流異常報警採用比率制動原理，其差流異常報警門檻值隨變壓器的負荷電流而變化，當任一相差流滿足下式的時間超過10秒時發出差流異常報警信號，不閉鎖差動保護，差流報警起始定值應按避開變壓器的勵磁電流整定，一般差流報警定值整定為0.03Ie，Ie為變壓器額定電流， 其中k為某一比例常數，I1......m分別為變壓器各側電流，Id為差動電流，Ir為制動電流；將工頻變化量電壓開放元件與電流量相結合，變壓器差動保護迴路瞬時TA斷線與短路判別原理採用允許式，差動保護起動後滿足以下任一條件認為是故障情況，開放差動保護，否則認為是差迴路TA異常造成的差動保護起動(1)任一側任一相間工頻變化量電壓元件起動；(2)任一側負序相電壓大於6V；(3)起動後任一側任一相電流比起動前增加；(4)起動後最大相電流大於1.1Ie。
全文摘要
變壓器差動保護差流及差動保護瞬時TA異常狀態識別保護的方法，採用的動作方程為差流異常報警採用比率制動原理，其差流異常報警門檻值隨變壓器的負荷電流而變化，當任一相差流滿足下式的時間超過10秒時發出差流異常報警信號，不閉鎖差動保護，差流報警起始定值應按避開變壓器的勵磁電流整定，一般差流報警定值整定為0.03I
文檔編號H02H7/045GK1545179SQ20031010643
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月27日 優先權日2003年11月27日
發明者陳松林, 李海英, 鄭玉平, 金勇 , 沈國榮 申請人:南京南瑞繼保電氣有限公司