本發(fā)明涉及一種三相三繞組變壓器中壓側(cè)接地故障告警的判別方法，適用于110kv變電站中三相三繞組變壓器中壓側(cè)小電流接地系統(tǒng)接地故障的告警判別。
背景技術(shù)：
在配置了三相三繞組變壓器的110kv變電站中，三相變壓器將高壓側(cè)的110kv三相交流電壓分別變壓為中壓側(cè)的35kv和低壓側(cè)的10kv三相交流電壓，經(jīng)變壓后的35kv和10kv供電系統(tǒng)均為小電流接地系統(tǒng)。在配置三相三繞組變壓器的110kv變電站的變壓器運(yùn)行過程中，中、低側(cè)經(jīng)常會(huì)發(fā)生單相接地故障，因此，在中壓側(cè)的35kv母線和低壓側(cè)的10kv母線分別設(shè)置有各自的接地告警裝置，以指示本側(cè)系統(tǒng)是否出現(xiàn)了單相接地故障，提醒運(yùn)維人員在1-2小時(shí)內(nèi)排除本側(cè)的接地故障，避免因絕緣擊穿造成事故擴(kuò)大。中、低壓側(cè)的接地告警裝置的工作原理都是基于本側(cè)供電母線是否出現(xiàn)零序電壓，當(dāng)本側(cè)接地告警裝置檢測(cè)到本母線出現(xiàn)零序電壓且超過零序電壓的整定值，即發(fā)出告警信號(hào)。
在配置三相三繞組變壓器的110kv變電站的實(shí)際運(yùn)行中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)10kv側(cè)供電線路帶負(fù)荷運(yùn)行，而35kv側(cè)供電線路空載運(yùn)行狀態(tài)。若10kv側(cè)供電線路中的某一供電線路發(fā)生單相接地故障，由于該線路的接地相電壓為零，而非接地相對(duì)地電壓會(huì)升高到線電壓，有可能會(huì)致使35kv側(cè)中性點(diǎn)偏移，造成35kv側(cè)供電母線出現(xiàn)零序電壓，當(dāng)該零序電壓超過零序電壓的整定值時(shí)，中壓35kv側(cè)接地告警裝置就會(huì)發(fā)出接地告警信號(hào)，這種虛假的接地告警嚴(yán)重影響到正常生產(chǎn)秩序；如何正確判斷35kv系統(tǒng)所出現(xiàn)的接地告警性質(zhì)，成為配置三相三繞組變壓器的110kv變電站現(xiàn)場(chǎng)急需要解決的難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種三相三繞組變壓器中壓側(cè)接地故障告警判別方法，解決了配置三相三繞組變壓器的110kv變電站中壓側(cè)35kv系統(tǒng)如何正確判斷所出現(xiàn)的接地告警性質(zhì)的技術(shù)難題。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決以上技術(shù)問題的：
一種三相三繞組變壓器中壓側(cè)接地故障告警判別方法，配置有三相三繞組變壓器的110kv變電站，其中壓35kv系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障告警的判別方法包括以下步驟：
第一步、取得35kv供電線路母線接地告警信號(hào)的零序電壓整定值3u0zd；取得35kv供電線路母線低電壓整定值udzd；
第二步、將35kv母線所聯(lián)接的n回供電線路進(jìn)行排序，將第一回供電線路用下標(biāo)i表示；將第二回供電線路用下標(biāo)ii表示；以此類推，第n回供電線路用下標(biāo)n表示；
第三步、取得35kv的n回供電線路零序電流的整定值3i0izd、3i0iizd、…3i0nzd；
第四步、對(duì)變電站的三相三繞組變壓器35kv側(cè)母線電壓互感器的a相、b相、c相和開口三角的二次電壓進(jìn)行采樣，得到電壓瞬時(shí)值，根據(jù)得到的電壓瞬時(shí)值，計(jì)算得到母線電壓互感器的a相、b相、c相以及開口三角的二次基波電壓值ua、ub、uc和3uo；
第五步、對(duì)變壓器35kv側(cè)母線上連接的i、ii…n回供電線路保護(hù)安裝處的電流互感器a相二次電流進(jìn)行采樣，得到a相二次電流瞬時(shí)值，并計(jì)算出基波電流幅值iia、iiia…ina和相角θia、θiia…θna；對(duì)變壓器35kv側(cè)母線上連接的i、ii…n回供電線路保護(hù)安裝處的電流互感器b相二次電流進(jìn)行采樣，得到b相二次電流瞬時(shí)值，并計(jì)算出基波電流幅值iib、iiib…inb和相角θib、θiib…θnb；對(duì)變壓器35kv側(cè)母線上連接的i、ii…n回供電線路保護(hù)安裝處的電流互感器c相二次電流進(jìn)行采樣，得到c相二次電流瞬時(shí)值，并計(jì)算出基波電流幅值iic、iiic…inc和相角θic、θiic…θnc；
第六步、根據(jù)基波電流幅值iia、iib、iic、iiia、iiib、iiic…ina、inb、inc和相角θia、θib、θic、θiia、θiib、θiic…θna、θnb、θnc，計(jì)算出i、ii…n回供電線路的零序電流3i0i、3i0ii…3i0n；
第七步、將第四步計(jì)算所得的母線電壓互感器開口三角的二次基波電壓值3uo與第一步的零序電壓的整定值3u0zd進(jìn)行比較，將第四步計(jì)算出的母線電壓互感器三相電壓ua、ub、uc中的最小值與母線低電壓整定值udzd進(jìn)行比較：
當(dāng)3uo≥3u0zd，且min(uaubuc)≤udzd時(shí)，表明變壓器35kv側(cè)發(fā)生單相接地故障，發(fā)出接地告警信號(hào)；
當(dāng)3uo≥3u0zd，且min(uaubuc)>udzd時(shí)，將第六步計(jì)算出的i回供電線路的零序電流3i0i與第三步的i回供電線路零序電流的整定值3i0izd進(jìn)行比較：
當(dāng)3uo≥3u0zd，且3i0i≥3i0izd時(shí)，表明變壓器35kv側(cè)母線上連接的i回供電線路發(fā)生單相接地故障，發(fā)出接地告警信號(hào)；
當(dāng)3uo≥3u0zd，且3i0i<3i0izd時(shí)，則對(duì)變壓器35kv側(cè)母線上連接的ii回供電線路進(jìn)行判別；
當(dāng)3i0ii≥3i0iizd時(shí)，表明變壓器35kv側(cè)母線上連接的ii回供電線路發(fā)生單相接地故障，發(fā)出接地告警信號(hào)；
3i0ii<3i0iizd時(shí)，則對(duì)變壓器35kv側(cè)母線上連接的iii回供電線路進(jìn)行判別；
以此類推，若m回供電線路在3uo≥3u0zd，且3i0m≥3i0mzd時(shí)，發(fā)出m回供電線路接地告警信號(hào)；否則判斷m+1回供電線路；直到對(duì)n回供電線路全部判別完畢，如全部n回供電線路均沒有發(fā)出接地告警信號(hào)，則本側(cè)沒有發(fā)生接地故障。
35kv供電線路母線上的零序電壓的整定值3u0zd和低電壓定值udzd以及35kv供電線路零序電流的整定值3i0zd，是根據(jù)以下公式計(jì)算取得的：
3u0zd＝(0.1-0.3)un；
udzd＝(0.1-0.3)un；
3i0zd＝(0.01-0.03)in；
其中，un為35kv供電線路的母線上的電壓互感器的二次額定電壓；in為35kv供電線路電流互感器的二次額定電流。
先設(shè)定35kv側(cè)母線電壓互感器開口三角的二次電壓每周波的采樣點(diǎn)數(shù)為n，則35kv側(cè)母線電壓互感器開口三角的二次電壓采樣點(diǎn)的電壓采樣值為u(k)，k＝0，1，2，…n-1，采樣間隔為δt；代入傅立葉變換公式，計(jì)算得到母線電壓互感器開口三角的二次基波電壓值3uo，代入的傅立葉變換公式如下：
其中：
ω—35kv側(cè)母線電壓互感器開口三角的二次電壓周波的角頻率；
求出基波的正弦系數(shù)后，則基波分量的復(fù)數(shù)形式為：
電壓基波幅值為：
先設(shè)定35kv側(cè)母線電壓互感器的a相二次電壓每周波的采樣點(diǎn)數(shù)為n，則35kv側(cè)母線電壓互感器的a相二次電壓采樣點(diǎn)的電壓采樣值為ua(k)，k＝0，1，2，…n-1，采樣間隔為δt；代入傅立葉變換公式，計(jì)算得到母線電壓互感器的a相二次基波電壓幅值ua，代入的傅立葉變換公式如下：
其中：
ω—35kv側(cè)母線電壓互感器的a相二次電壓周波的角頻率；
求出基波的正弦系數(shù)后，則基波分量的復(fù)數(shù)形式為：
電壓基波幅值為：
同理可計(jì)算出：ub和uc。
先設(shè)定變壓器35kv側(cè)供電線路保護(hù)安裝處電流互感器的a相二次電流每周波的采樣點(diǎn)數(shù)為n，則二次電流采樣點(diǎn)的電流采樣值為ia(k)，k＝0，1，2，…n-1，采樣間隔為δt；代入傅立葉變換公式計(jì)算得到a相基波電流ia和θa，其傅立葉變換公式為：
其中：
ω—變壓器35kv側(cè)供電線路保護(hù)安裝處電流互感器的a相二次電流每周波的角頻率；
求出基波的正弦系數(shù)后，則基波分量的復(fù)數(shù)形式為：
變壓器35kv側(cè)供電線路保護(hù)安裝處電流互感器的a相二次電流基波幅值為：
變壓器35kv側(cè)供電線路保護(hù)安裝處電流互感器的a相二次電流基波相角為：
同理可計(jì)算出：ib、θb和ic、θc；
利用ia、θa、ib、θb和ic、θc，帶入下式即可計(jì)算出零序電流3i0：
其中：a＝ej120°為矢量運(yùn)算因子。
一種三相三繞組變壓器中壓側(cè)接地故障告警判別裝置，包括處理器和存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)上述三相三繞組變壓器中壓側(cè)接地故障告警判別方法所對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)指令，處理器用于讀取存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)指令并執(zhí)行。
本發(fā)明對(duì)配置三相三繞組變壓器的110kv變電站中的35kv中壓側(cè)接地告警提供了一種簡(jiǎn)單有效地判別方法，特別適合現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員操作使用，很好地保障了變電站的正常工作秩序。
附圖說明
圖1是本發(fā)明在110kv變電站系統(tǒng)中的接線示意圖。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明：
一種三相三繞組變壓器中壓側(cè)接地故障告警判別方法，配置有三相三繞組變壓器的110kv變電站，其中壓35kv系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障告警的判別方法包括以下步驟：
第一步、取得35kv供電線路母線接地告警信號(hào)的零序電壓整定值3u0zd；取得35kv供電線路母線低電壓整定值udzd；
第二步、將35kv母線所聯(lián)接的n回供電線路進(jìn)行排序，將第一回供電線路用下標(biāo)i表示；將第二回供電線路用下標(biāo)ii表示；以此類推，第n回供電線路用下標(biāo)n表示；
第三步、取得35kv的n回供電線路零序電流的整定值3i0izd、3i0iizd、…3i0nzd；
第四步、對(duì)變電站的三相三繞組變壓器35kv側(cè)母線電壓互感器的a相、b相、c相和開口三角的二次電壓進(jìn)行采樣，得到電壓瞬時(shí)值，根據(jù)得到的電壓瞬時(shí)值，計(jì)算得到母線電壓互感器的a相、b相、c相以及開口三角的二次基波電壓值ua、ub、uc和3uo；
第五步、對(duì)變壓器35kv側(cè)母線上連接的i、ii…n回供電線路保護(hù)安裝處的電流互感器a相二次電流進(jìn)行采樣，得到a相二次電流瞬時(shí)值，并計(jì)算出基波電流幅值iia、iiia…ina和相角θia、θiia…θna；對(duì)變壓器35kv側(cè)母線上連接的i、ii…n回供電線路保護(hù)安裝處的電流互感器b相二次電流進(jìn)行采樣，得到b相二次電流瞬時(shí)值，并計(jì)算出基波電流幅值iib、iiib…inb和相角θib、θiib…θnb；對(duì)變壓器35kv側(cè)母線上連接的i、ii…n回供電線路保護(hù)安裝處的電流互感器c相二次電流進(jìn)行采樣，得到c相二次電流瞬時(shí)值，并計(jì)算出基波電流幅值iic、iiic…inc和相角θic、θiic…θnc；
第六步、根據(jù)基波電流幅值iia、iib、iic、iiia、iiib、iiic…ina、inb、inc和相角θia、θib、θic、θiia、θiib、θiic…θna、θnb、θnc，計(jì)算出i、ii…n回供電線路的零序電流3i0i、3i0ii…3i0n；
第七步、將第四步計(jì)算所得的母線電壓互感器開口三角的二次基波電壓值3uo與第一步的零序電壓的整定值3u0zd進(jìn)行比較，將第四步計(jì)算出的母線電壓互感器三相電壓ua、ub、uc中的最小值與母線低電壓整定值udzd進(jìn)行比較：
當(dāng)3uo≥3u0zd，且min(uaubuc)≤udzd時(shí)，表明變壓器35kv側(cè)發(fā)生單相接地故障，發(fā)出接地告警信號(hào)；
當(dāng)3uo≥3u0zd，且min(uaubuc)>udzd時(shí)，將第六步計(jì)算出的i回供電線路的零序電流3i0i與第三步的i回供電線路零序電流的整定值3i0izd進(jìn)行比較：
當(dāng)3uo≥3u0zd，且3i0i≥3i0izd時(shí)，表明變壓器35kv側(cè)母線上連接的i回供電線路發(fā)生單相接地故障，發(fā)出接地告警信號(hào)；
當(dāng)3uo≥3u0zd，且3i0i<3i0izd時(shí)，則對(duì)變壓器35kv側(cè)母線上連接的ii回供電線路進(jìn)行判別；
當(dāng)3i0ii≥3i0iizd時(shí)，表明變壓器35kv側(cè)母線上連接的ii回供電線路發(fā)生單相接地故障，發(fā)出接地告警信號(hào)；
3i0ii<3i0iizd時(shí)，則對(duì)變壓器35kv側(cè)母線上連接的iii回供電線路進(jìn)行判別；
以此類推，若m回供電線路在3uo≥3u0zd，且3i0m≥3i0mzd時(shí)，發(fā)出m回供電線路接地告警信號(hào)；否則判斷m+1回供電線路；直到對(duì)n回供電線路全部判別完畢，如全部n回供電線路均沒有發(fā)出接地告警信號(hào)，則本側(cè)沒有發(fā)生接地故障。
35kv供電線路母線上的零序電壓的整定值3u0zd和低電壓定值udzd以及35kv供電線路零序電流的整定值3i0zd，是根據(jù)以下公式計(jì)算取得的：
3u0zd＝(0.1-0.3)un；
udzd＝(0.1-0.3)un；
3i0zd＝(0.01-0.03)in；
其中，un為35kv供電線路的母線上的電壓互感器的二次額定電壓；in為35kv供電線路電流互感器的二次額定電流。
先設(shè)定35kv側(cè)母線電壓互感器開口三角的二次電壓每周波的采樣點(diǎn)數(shù)為n，則35kv側(cè)母線電壓互感器開口三角的二次電壓采樣點(diǎn)的電壓采樣值為u(k)，k＝0，1，2，…n-1，采樣間隔為δt；代入傅立葉變換公式，計(jì)算得到母線電壓互感器開口三角的二次基波電壓值3uo，代入的傅立葉變換公式如下：
其中：
ω—35kv側(cè)母線電壓互感器開口三角的二次電壓周波的角頻率；
求出基波的正弦系數(shù)后，則基波分量的復(fù)數(shù)形式為：
電壓基波幅值為：
先設(shè)定35kv側(cè)母線電壓互感器的a相二次電壓每周波的采樣點(diǎn)數(shù)為n，則35kv側(cè)母線電壓互感器的a相二次電壓采樣點(diǎn)的電壓采樣值為ua(k)，k＝0，1，2，…n-1，采樣間隔為δt；代入傅立葉變換公式，計(jì)算得到母線電壓互感器的a相二次基波電壓幅值ua，代入的傅立葉變換公式如下：
其中：
ω—35kv側(cè)母線電壓互感器的a相二次電壓周波的角頻率；
求出基波的正弦系數(shù)后，則基波分量的復(fù)數(shù)形式為：
電壓基波幅值為：
同理可計(jì)算出：ub和uc。
先設(shè)定變壓器35kv側(cè)供電線路保護(hù)安裝處電流互感器的a相二次電流每周波的采樣點(diǎn)數(shù)為n，則二次電流采樣點(diǎn)的電流采樣值為ia(k)，k＝0，1，2，…n-1，采樣間隔為δt；代入傅立葉變換公式計(jì)算得到a相基波電流ia和θa，其傅立葉變換公式為：
其中：
ω—變壓器35kv側(cè)供電線路保護(hù)安裝處電流互感器的a相二次電流每周波的角頻率；
求出基波的正弦系數(shù)后，則基波分量的復(fù)數(shù)形式為：
變壓器35kv側(cè)供電線路保護(hù)安裝處電流互感器的a相二次電流基波幅值為：
變壓器35kv側(cè)供電線路保護(hù)安裝處電流互感器的a相二次電流基波相角為：
同理可計(jì)算出：ib、θb和ic、θc；
利用ia、θa、ib、θb和ic、θc，帶入下式即可計(jì)算出零序電流3i0：
其中：a＝ej120°為矢量運(yùn)算因子；
由于傅立葉變換公式是現(xiàn)場(chǎng)工程應(yīng)用中的一種常用方法，因此，在本發(fā)明中采用本方法。
一種三相三繞組變壓器中壓側(cè)接地故障告警判別裝置，包括處理器和存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)本提案提供的三相三繞組變壓器中壓側(cè)接地故障告警判別方法所對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)指令，處理器用于讀取存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)指令并執(zhí)行。