專利名稱：基于變壓器短引線的差動保護信息檢測及整定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)回路接線分析方法，具體涉及短引線差動保護CT回路 中短引線的差動保護信息檢測及整定方法。
背景技術(shù)：
對于短引線差動保護，要計算輸入線路的合成矢量及輸出線路的合成矢量。當所 有線路都滿足相角平衡，即相與相之間相差120°，并且相序相同。同時輸入線路合成矢量 和輸出線路合成矢量每相的矢量和為零時，即幅值相等、角度相差180°即可判定接線是正 確的。接線錯誤的情況下一般有兩種基本情況，一為某相的極性接反，如火線誤接到零 線，零線誤接到火線；二為某兩相之間接錯，如A相誤接到B相，B相誤接到A相，從而導(dǎo)致 電源側(cè)與負荷側(cè)的矢量和不為零。如果某相的極性接反，將會導(dǎo)致線路三相間相位不平衡。如果某兩相間相互接錯， 將會導(dǎo)致線路相序錯誤。那么，理論上只要進行平衡修正和相序修正，將這兩類基本錯誤修正，再根據(jù)電源 側(cè)與負載側(cè)的矢量和不為零就可以得到正確的線路電流參數(shù)值，然后再與原數(shù)據(jù)對比即可 得到接線錯誤的位置。繼電保護線路接線的正確與否，直接影響供電系統(tǒng)的正常運行。對繼電保護線路 接線的正確性及時作出分析，是變電站投建、檢修中必不可少的重要環(huán)節(jié)，目前電力系統(tǒng)的 繼電保護線路接線正確性分析，主要靠人工進行抓工作人員要經(jīng)過大量的計算，手工繪制 電流向量圖，然后再根據(jù)計算結(jié)果和向量圖得出繼電保護線路接線分析的結(jié)果。整個分析 過程計算量大，且需要工作人員根據(jù)經(jīng)驗進行判斷，故存在效率低、誤差大的缺點。傳統(tǒng)的繼電保護線路接線分析的人工方法，存在下述缺點或不足1、分析結(jié)果可靠性以及準確性差。由于沒有統(tǒng)一的操作規(guī)程，所以操作存在一定 的隨意性；另外，工作人員業(yè)務(wù)水平的高低、客觀環(huán)境因素等，都會影響分析的準確性。2、對操作人員的業(yè)務(wù)能力要求高。操作人員既要熟悉電力系統(tǒng)理論知識，并要具 備豐富的實踐經(jīng)驗，方能判斷出繼電保護線路接線是否正確，繼而分析出錯在哪里、如何修 正。3、工作復(fù)雜程度高，工作效率低。分析判斷過程中數(shù)據(jù)計算量大，人工操作工作效 率低，費時費力，且在復(fù)雜的操作流程和大量的數(shù)據(jù)計算過程中，難免發(fā)生錯誤。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明有效解決了傳統(tǒng)的繼電保護線路接線分析人工操作時分析結(jié)果可靠性以 及準確性差、對操作人員的業(yè)務(wù)能力要求高、工作復(fù)雜程度高，工作效率低的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案如下2)根據(jù)計算出的正確的相位角得出正確的向量關(guān)系(一般是順時針及正序)；
3)實際測量本回路保護CT回路A、B、C相的相位角，由于實測的相位角與根據(jù)測 量回路計算出的相位角有誤差，所以我們考慮實際保護CT回路A、B、C相的相位角要減去根 據(jù)測量回路計算出的相位角，然后判斷該保護CT回路接線的正確性；4)輸出單個保護CT回路接線正確性的判斷結(jié)果；5)按照上述方法依次進行短引線各連接單元CT回路接線正確性的判斷；6)在進行完各側(cè)的CT回路接線正確性的判斷后，采用各側(cè)同相同時測量的方法 來判斷短引線各側(cè)合成向量的正確性。7)輸出合相分析結(jié)果。上述步驟1)所述的瞬時有功、無功電量的送受情況是根據(jù)從測量回路或者短引 線電量平衡計算等方法獲得的。上述步驟2)所述正確的相位角是由步驟1)，即根據(jù)瞬時有功、無功電量的送受情 況以Ua為基準電壓自動計算得到的。上述步驟6)中，根據(jù)輸出的接線狀態(tài)對錯誤情況進行糾正。對于某線路而言其各 相的接線狀態(tài)分別有A相有A相接線正確、A相與B相接反、A相與C相接反、A相極性接反、A相與B 相接反且當前B相極性接反、A相與C相接反且當前C相極性接反；B相有B相接線正確、B相與A相接反、B相與C相接反、B相與A相接反且當前A 相極性接反、B相極性接反、B相與C相接反且當前C相極性接反；C相有C相接線正確、C相與A相接反、C相與B相接反、C相與A相接反且當前A 相極性接反、C相與B相接反且當前B相極性接反、C相極性接反。本發(fā)明的優(yōu)點是1、分析結(jié)果可靠，準確性大幅提高。本發(fā)明所提供的電力系統(tǒng)中繼電保護線路的 接線分析方法進行兩次修正并進行判斷，最終形成的分析結(jié)果中會給出完善的錯誤情況及 糾正方案，無需再人為進行判斷，其分析結(jié)果可靠性明顯比傳統(tǒng)的分析方法強，并且不受工 作人員主觀素質(zhì)以及客觀環(huán)境因素等方面影響，使得分析結(jié)果的準確性大幅提高。2、操作簡單，安全可靠。本發(fā)明使電力繼電保護回路接線分析工作簡單化，只需要 進行簡單測量即可自動分析并給出結(jié)果，對工作人員技術(shù)水平要求大幅降低。
具體實施例方式接線分析的具體流程如下1、獲取測量值及參數(shù)通過儀表測量獲得短引線差動保護線路各線路的電流(A、B、C、N)有效值及相位。 在測量時需選定一個參考電壓，所測的所有線路的電流相位是指被測電流相對于此參考電 壓的相位。參考電壓可在測量時由操作者自行選擇，參考電壓一旦選定，在測量完成前不可 更改。 在進行分析前輸入短引線參數(shù)。 對于短引線差動保護線路包含各線路CT變比、各線路所在短引線、各線路供電 方式，及各線路編號(用于繪制向量圖)；輸入所選的參考線路(即參考電壓所在的線路)、 參考電壓，參考相功率角(即參考電壓所在相的功率角，來自測量回路)。
2、電流換算2. 1)用N相電流修正A、B、C相電流。在三相不平衡時N相會產(chǎn)生電流，理想情況下，使用N相修正A、B、C三相，可使三 相平衡。修正過程即給A、B、C三相的電流矢量分別加上N相電流矢量即可。2. 2)計算平衡系數(shù)。對于短引線差動保護，由于各線路電壓等級相同，所以可將各線路的CT變比視為 其平衡系數(shù)；同時保證所有線路的平衡系數(shù)不大于4，即找出平衡系數(shù)最大的線路，將其平 衡系數(shù)設(shè)為4，再將其他線路的平衡系數(shù)轉(zhuǎn)換。2. 3)根據(jù)平衡系數(shù)換算電流有效值。將各線路電流乘以其對應(yīng)的平衡系數(shù)。如上例中，則將各線路(A、B、C三相，下同) 所測電流幅值乘以其平衡系數(shù)。2. 4)根據(jù)選項進行電流幅值調(diào)整。2. 4. 1)給所有電流相位減去參考相功率角。如果參考線路接線正確，那么給所有電流相位減去參考相功率角后，其參考相電 流相位應(yīng)為0°。2. 4. 2)將參考電壓轉(zhuǎn)換為Ua0在測量時可以根據(jù)現(xiàn)場情況選擇任一電壓作為參考，那么參考電壓有可能是Ua、 Ub, Uc, Uab, Ubc、Uca之一，需將參考相轉(zhuǎn)換為Ua，以方便后續(xù)分析。根據(jù)電力系統(tǒng)原理有5種情況Ub滯后Ual20°，Uc滯后Ua240°，Uab滯后 Ua330°，Ubc 滯后 Ua90°，Uca 滯后 Ua210°。轉(zhuǎn)換方式為根據(jù)選擇的參考電壓，將所有的電流相位都加上對應(yīng)的角度即可。具 體如下當參考電壓為Ub時，參考線路A相電流相角為-120°，那么只要對所有線路各相 都加上120°，即可將參考電壓轉(zhuǎn)換為Ua;當參考電壓為Uc時，A相相角為-240°，給各線路各相加240°。當參考電壓為Uab時，A相相角為30°，給各線路各相加330°。當參考電壓為Ubc時，A相相角為-90°，給各線路各相加90°。當參考電壓為Uac時，A相相角為-210°，給各線路各相加210°。3、第一次正確性修正以及修正后的判斷。3. 1)首先是在未進行任何修正的時候判斷接線是否正確。對于短引線差動保護線路需要先根據(jù)輸入的參數(shù)判斷是單短引線三分段還是單 短引線。如果是單短引線，則如果滿足下述三個條件即表示相位平衡，則證明接線正確，直 接跳轉(zhuǎn)到第5步輸出結(jié)果；如果不滿足，則證明接線錯誤，那么需要先將轉(zhuǎn)換過的電流值保 存一個副本作為原始值(用于輸出結(jié)果)，然后進入第3. 2步；正確條件條件1，所有線路相序相同且都是正序，即在向量圖中順時針依次顯示為A、B、C ；條件2，所有線路滿足相角平衡，即相與相之間相差120° ；條件3，電源側(cè)與負荷側(cè)的幅值相等、相角相差180° (即矢量和為零)。此處指縱
5差。如果是單短引線三分段則需要同時滿足小差一平衡，小差二平衡，大差平衡，則 證明接線正確，直接跳轉(zhuǎn)到第5步輸出結(jié)果；如果不滿足，則證明接線錯誤，那么需要先將 轉(zhuǎn)換過的電流值保存一個副本作為原始值(用于輸出結(jié)果)，然后進入第3.2步。其中小差 一平衡指短引線一中的所有線路滿足上述三個條件；小差二平衡指短引線二中的所有線路 滿足上述三個條件；大差平衡指短引線一及短引線二的所有線路滿足上述三個條件。3.2)當不能滿足3. 1中的正確性條件時，則需要對以下內(nèi)容進行修正，然后判斷 其接線是否正確3. 2. 1)參考線路修正。由于參考線路是參考電壓所在的線路，并且已經(jīng)將參考電 壓轉(zhuǎn)換為Ua，且對所有電流參數(shù)都已減去了其功率角。所以，理想狀態(tài)下參考線路A相應(yīng)該 為0°，B相為120°，C相為240°。根據(jù)這些條件可以將接線錯誤的參考線路直接修正正 確，修正方法有兩種A)直接將A相相位設(shè)為0°，B相設(shè)為120°，C相設(shè)為240°。B)針對每一錯誤情況分別進行不同的修正，對于單一線路的錯誤情況有47種，每 種錯誤情況下的相位都與其它錯誤情況不同，所以根據(jù)其三相電流相位可以判斷其錯誤情 況，并使用對應(yīng)的方法進行修正。實現(xiàn)方式采用狀態(tài)碼的方式。先假設(shè)6個角度狀態(tài)，并用整數(shù)表示0°時，狀態(tài) 碼為0;60° % 1 ；120°為2;180°為3 ;240°為4 ;300°為5。然后對各相進行對比，得到 其角度的狀態(tài)碼，再根據(jù)狀態(tài)碼做對應(yīng)的修正。如接線正確的情況下，A相為0°，狀態(tài)碼 為0，B相120，狀態(tài)碼為2，C相240°，狀態(tài)碼為4 ；那么得到此線路的狀態(tài)碼為024，再做 對應(yīng)的處理即可對參考線路進行正確的修正。3. 2. 2)相角平衡修正。是指依次對除參考線路外的其他所有線路進行修正。相位 平衡是指某線路的三相幅值相等，相位互成120°，或者說，在三相電流幅值相等時三相的 矢量和為零。在此處判斷時不考慮幅值相等，只判斷相位是否互成120°，如果互成120° 則認為平衡。3. 2. 3)相角正序修正。是指依次對除參考線路外的其他所有線路進行修正。正序 是指A相超前B相120°，B相超前C相120°，C相超前A相120°。4、第二次正確性修正以及修正后的判斷。5、輸出結(jié)論。6.算法基本理論驗證和結(jié)論(幅值平衡的條件下)。
權(quán)利要求
1. 一種基于變壓器短引線的差動保護信息檢測及整定方法，其特征在于，包括如下步驟2)根據(jù)計算出的正確的相位角得出正確的向量關(guān)系(一般是順時針及正序)；3)實際測量本回路保護CT回路A、B、C相的相位角，由于實測的相位角與根據(jù)測量回 路計算出的相位角有誤差，所以我們考慮實際保護CT回路A、B、C相的相位角要減去根據(jù)測 量回路計算出的相位角，然后判斷該保護CT回路接線的正確性；4)輸出單個保護CT回路接線正確性的判斷結(jié)果；5)按照上述方法依次進行短引線各連接單元CT回路接線正確性判斷；6)在進行完各側(cè)的CT回路接線正確性的判斷后，采用各側(cè)同相同時測量的方法來判 斷短引線各側(cè)合成向量的正確性。7)輸出合相分析結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變壓器短引線的差動保護信息檢測及整定方法，其特征 在于步驟1)所述的瞬時有功、無功電量的送受情況是根據(jù)從測量回路或者短引線電量平 衡計算等方法獲得的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于變壓器短引線的差動保護信息檢測及整定方法，其特征 在于步驟2)所述正確的相位角是由步驟1)，即根據(jù)瞬時有功、無功電量的送受情況以Ua 為基準電壓自動計算得到的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于變壓器短引線的差動保護信息檢測及整定方法，其 特征在于步驟6)中，根據(jù)輸出的接線狀態(tài)對錯誤情況進行糾正。對于某線路而言其各相 的接線狀態(tài)分別有A相有A相接線正確、A相與B相接反、A相與C相接反、A相極性接反、A相與B相接 反且當前B相極性接反、A相與C相接反且當前C相極性接反；B相有B相接線正確、B相與A相接反、B相與C相接反、B相與A相接反且當前A相極 性接反、B相極性接反、B相與C相接反且當前C相極性接反；C相有C相接線正確、C相與A相接反、C相與B相接反、C相與A相接反且當前A相極 性接反、C相與B相接反且當前B相極性接反、C相極性接反。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可靠性高、使用安全簡單、操作方便的基于電力系統(tǒng)中變壓器短引線的差動保護信息檢測及整定方法。該分析方法主要包括獲取測量值及參數(shù)、電流換算、正確性修正以及修正后的判斷、輸出結(jié)論、算法基本理論驗證和結(jié)論(幅值平衡的條件下)等步驟。本發(fā)明分析結(jié)果可靠，準確性大幅提高；操作簡單，安全可靠。
文檔編號G01R31/02GK102109561SQ20091031252
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者穆明建 申請人:西安愛邦電氣有限公司