本發(fā)明涉及一種變壓器涌流閉鎖的判別方法。

背景技術：
變壓器是電力系統(tǒng)中必不可少的重要設備，為防止變壓器在發(fā)生內(nèi)部故障時嚴重損壞，通常大容量的變壓器都要設置電流差動保護作為主保護；電流差動保護的基本原理為基爾霍夫定律。在變壓器進行空載合閘和外部故障恢復時，通常都會伴有勵磁涌流的產(chǎn)生，易造成電流差動保護的誤動作。目前較多采用的是二次諧波閉鎖原理。在高壓直流輸電系統(tǒng)中，換流站由于其非線性特性而不再具有典型的工頻電源特征；交流母線上的濾波器是針對穩(wěn)態(tài)特征諧波和非特征諧波而設計的，并沒有考慮故障暫態(tài)過程中的諧波。這使得換流變壓器進行空載合閘和外部故障恢復時，勵磁涌流的持續(xù)時間會相應加長。另外，在特高壓直流輸電領域，星星接換流變和星角接換流變通常都同時投切，使得空載合閘時勵磁涌流的波形更加怪異。這些都將大大影響二次諧波閉鎖的功能，容易導致變壓器差動保護的延時動作或拒動。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種變壓器涌流閉鎖的判別方法，用以解決變壓器進行空載合閘時對于對稱性涌流差動保護容易誤動的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是：一種變壓器涌流閉鎖的判別方法，步驟如下：1）判斷變壓器是否為空載合閘；2）當變壓器非空載合閘時，采用常規(guī)方法判斷是否啟動保護閉鎖，當變壓器為空載合閘時，采用波形系數(shù)法判斷故障或涌流，若判斷為涌流則啟動保護閉鎖，若判斷為故障則開放保護閉鎖。空載合閘判決條件如下：（1）變壓器投入系統(tǒng)前，各側相電流小于預設的無流門檻值且持續(xù)時間達到預設的第一時間定值；（2）變壓器投入系統(tǒng)瞬間，變壓器至少有一側相電流小于無流門檻，且變壓器最大的相差動電流大于預設的啟動門檻達到預設的第二時間定值，即max(IdA,IdB,IdC)＞啟動門檻，式中，max(IdA,IdB,IdC)表示三相差動電流的最大值；當滿足如上兩條件時，認為變壓器為空載合閘。波形系數(shù)法具體如下：（1）當滿足變壓器差動保護啟動條件時，以保護啟動時刻前0.25周波為計時起點，計算1周波內(nèi)的電流最大值Imax與電流最小值Imin，并選取Imax與Imin中絕對值小的值記為Ip。min；（2）以Ip。min為中心分別向前向后求取1/4周期，以該點為中心，預測一個標準正弦波；（3）將實際波形與預測的標準正弦波的吻合程度定義為波形系數(shù)R，并計算波形系數(shù)R；（4）當波形系數(shù)R小于預設值ε時，判斷為短路故障，允許保護跳閘；當波形系數(shù)R大于或等于預設值ε時，判斷為勵磁涌流，閉鎖保護跳閘。常規(guī)方法包括二次諧波閉鎖法，具體采用的二次諧波閉鎖法原理如下：采用二次諧波單相閉鎖三相方案，Id(f2)＞Kf2×Id(f1)，式中，Id(f2)、Id(f1)分別表示三相中的一相差動電流的二次諧波分量與基波分量，Kf2為二次諧波制動系數(shù)，當一相差動電流的二次諧波含量Id(f2)大于預設的二次諧波定值Kf2×Id(f1)時，閉鎖三相差動保護。本發(fā)明的有益效果是：采用本發(fā)明的方案后，解決了二次諧波閉鎖的缺點，在不對原有的保護平臺提出更高要求的前提下，既確保了變壓器差動保護的動作速度，同時也保證了在正常涌流（尤其是對稱性涌流）的情況下能夠可靠的閉鎖變壓器差動保護，防止變壓器差動保護的誤動作。附圖說明圖1是一種適用于變壓器涌流閉鎖的綜合判據(jù)流程框圖；圖2是變壓器空載合閘邏輯框圖；圖3是系統(tǒng)構成模型及故障點位置示意圖；圖4是大差比例差動保護邏輯框圖（以A相為例）；圖5是空載合A-O0開關，產(chǎn)生對稱性涌流時新老判據(jù)大差差動保護動作示意圖；圖6是空載合A-O0開關，沒有產(chǎn)生對稱性涌流時新老判據(jù)大差差動保護動作示意圖；圖7是K3點A相接地，手動進行換流變空載合閘時新老判據(jù)大差差動保護動作示意圖；圖8是電流波形圖。具體實施方式下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。如圖1所示為本發(fā)明提出的變壓器勵磁涌流閉鎖的判別方法流程框圖。具體步驟如下：1、采樣變壓器的各側相電流；2、根據(jù)采集的各側相電流判斷是否滿足變壓器空載合閘條件：圖2為變壓器空載合閘邏輯框圖，具體判斷邏輯如下：1）變壓器投入系統(tǒng)前，變壓器各側相電流均小于預設的無流門檻值，且該狀態(tài)持續(xù)預設的時間定值1；2）變壓器投入系統(tǒng)時，變壓器至少有一側相電流小于無流門檻，變壓器最大的相差動電流大于預設的啟動門檻值，且該狀態(tài)持續(xù)預設的時間定值2；3）滿足上述1）、2）,則判定為變壓器滿足空載合閘條件，此時空載合閘標志置1，否則認為不滿足空載合閘條件。3、若滿足空載合閘條件，則進入波形系數(shù)法計算流程，具體的流程如下：1）判斷是否滿足保護啟動條件，如果滿足，進入2），2）如圖8所示，采集一周數(shù)據(jù)：以保護啟動時刻前0.25周波為計時起點，計算1周波內(nèi)的電流最大值Imax與電流最小值Imin，并選取Imax與Imin中絕對值小的值記為Ip。min（圖8中Ip。min為Imin），3）構建標準正弦波：以Ip。min為中心分別向前向后求取1/4周期，以該點為中心，預測一個標準正弦波（圖8中以Imin為中心，預測一個標準正弦波），4）將實際波形與預測的標準正弦波的吻合程度定義為波形系數(shù)R，并計算波形系數(shù)R，5）將波形系數(shù)R與預設的定值ε比較（ε取值范圍可定為0.15至0.20之間），當波形系數(shù)R小于預設值ε，判定為短路故障，允許保護跳閘，當波形系數(shù)R大于或等于預設值ε，判定為勵磁涌流，閉鎖保護跳閘。若不滿足空載合閘條件，則進入二次諧波閉鎖計算流程，具體的流程如下：1）判斷是否滿足保護啟動條件，如果滿足，進入2），2）采集保護啟動后一周波數(shù)據(jù)，3）計算二次諧波系數(shù)K，4）將二次諧波系數(shù)K與預設的定值比較，當二次諧波系數(shù)K小于預設值，判定為短路故障，允許保護跳閘，當二次諧波系數(shù)K大于或等于預設值，閉鎖保護跳閘。上述方法中采用二次諧波閉鎖保護的計算流程屬于現(xiàn)有技術，在此不再贅述。圖3為系統(tǒng)構成模型及故障點位置示意圖，合A-O0開關為變壓器空載合閘。換流變壓器大差保護的保護范圍包括換流變引線、星星變壓器和星角變壓器。換流變壓器大差保護需要采集TA1、TA2、TA4和TA7四個電流量。圖4為以A相為例的換流變大差保護的邏輯框圖。圖1中，當A相波形系數(shù)R大于預設定值或A相二次諧波系數(shù)K大于預設定值時，圖4中的A相勵磁涌流閉鎖標志置1，此時，換流變大差保護將閉鎖保護出口。采用本發(fā)明所述的方法后，能夠確保變壓器差動保護的動作速度，并在正常勵磁涌流的情況下可靠的閉鎖保護，與老式的單純靠二次諧波閉鎖有顯著的優(yōu)點，具體對比說明如圖5、6、7所示。圖5為空載合A-O0開關時，星星變、星角變產(chǎn)生的勵磁涌流，由于星星變、星角變剩磁的影響，換流變大差保護感受到的涌流為對稱性涌流，原來的老判據(jù)采用的是二次諧波判據(jù)，換流變大差保護沒有被閉鎖，會發(fā)生誤動現(xiàn)象；采用本發(fā)明的新方案后，換流變大差保護沒有發(fā)生誤動。圖6為空載合A-O0開關，星星變、星角變產(chǎn)生的勵磁涌流，該涌流非對稱性涌流，此時新老判據(jù)均沒有發(fā)生誤動現(xiàn)象。新老判據(jù)對比如表1所示：表1故障類型老判據(jù)新判據(jù)備注空載合A-O0開關，產(chǎn)生對稱性涌流保護誤動作保護不動作圖5所示空載合A-O0開關，沒有產(chǎn)生對稱性涌流保護不動作保護不動作圖6所示如圖7所示為當圖3中K3點發(fā)生A相接地故障時，空載合開關A-O0于故障時，新老判據(jù)下的對比說明。新老判據(jù)的結果對比如表2所示：表2從表2可知，在空載合閘時，采用了新的閉鎖判據(jù)后，大大提高了空載合閘于故障的動作速度。與原有閉鎖方案相比，本發(fā)明提供了一種用于變壓器勵磁涌流閉鎖的判別方法，在變壓器正常運行時，仍然采用常規(guī)方法（如利用傳統(tǒng)的二次諧波閉鎖判據(jù)）；在變壓器空載合閘時，采用了一種非二次諧波的全新判據(jù)，以此確保變壓器差動保護的可靠性與快速性。