[发明专利]一种变压器励磁涌流的鉴别方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统主设备继电保护技术领域，尤其涉及一种变压器励磁涌流的鉴别方法。

背景技术

尽管变压器纵差保护在原理上存在一定缺陷，正确动作率较低，但其应用时间久远、范围广泛，目前作为变压器的主保护还处在不可替代的地位。变压器纵差保护面临的最严重问题是励磁涌流，因为变压器在空载合闸或外部故障切除后电压恢复时铁心饱和，在暂态过程中会出现很大的励磁涌流，励磁涌流作为差动电流，如果没有相应的防范措施，纵差保护很容易误动。围绕着如何防止励磁涌流导致误动的问题，已提出了多种励磁涌流的鉴别方法。

目前现场主要采用二次谐波制动原理防止励磁涌流引起纵差保护误动，但随着变压器制造技术的提高和制造材料的改善，现代变压器的饱和磁密低，饱和时二次谐波成份显著减小。在这样的条件下，当给低饱和磁密的变压器充电时，纵差保护可能会误动。但如果降低二次谐波比，由于大型变压器电压等级高且常在端部接较长的输电线，输电线的电容效应十分明显，加之静止无功补偿的大容量电容器的广泛使用，当大型变压器内部发生严重故障时，电感与电容之间的谐振可使短路电流中的谐波含量明显增加，有可能引起纵差保护延时动作。此外，由于二次谐波制动方法不易采用分相闭锁方式，导致在带轻微故障合闸时，纵差保护动作很慢。虽然另外一种间断角原理的励磁涌流鉴别方法不存在上述问题，但是电流互感器饱和时，由于传变到互感器二次侧的励磁涌流产生反向电流，波形变形，造成涌流的间断角消失，要准确地恢复原始间断角并非易事。二次谐波制动原理和间断角原理只是利用了励磁涌流和故障电流之间某一方面的差异特征，因而存在局限性。

为解决变压器励磁涌流鉴别方法准确性和可靠性不高的问题，本发明通过短数据窗内差流采样点的代数和识别出变压器的非饱和工作区域，进一步构造出相同长度的标准正弦波，分析非饱和区内的实际采样波形与构造的标准正弦波的相关程度，鉴别变压器励磁涌流。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变压器励磁涌流的鉴别方法。

一种变压器励磁涌流的鉴别方法具体特征在于，该方法是计算机依次按以下步骤实现的：

(1)包含非饱和区域原始采样数列的确定

①观测数据窗的选择。每周期采样点数为n，取两个周波长度为2n的变压器差电流i(k)作为观测数据窗，取短数据窗的长度为n/2-1(奇数)，例如每周期为24点采样时，短数据窗长度为11，短数据窗的长度为奇数。

②判断差流的偏置方向。寻找观测数据窗内差流的最大值i_max和最小值i_min，如果i_max-i_min≥0，为正向偏置差流；如果i_max-i_min＜0，为负向偏置差流。

③寻找包含非饱和区的差流原始采样数列。由观测数据窗的起点开始，依次向后移动一个采样点，计算短数据窗内各采样点的差流得代数和S(k)，k＝1~n/2+1，比较n/2+1个短数据窗内采样点代数和的大小。如果为正向偏置差流，取对应代数和最小的短数据窗；如果为负向偏置差流，取对应代数和最大的短数据窗，该短数据窗组成原始采样数列X。

(2)标准正弦波的构造方法

根据所选短数据窗的原始差流构造两种标准正弦波。

①一种是以短数据窗内原始差流的峰值i_p作为构造标准正弦波的峰值，再以该峰值点为中心，在其左右以2π/n为间隔构造n/4-1个点，该n/2-1个点构成标准正弦波数列Y₁，Y_1k＝i_psin(π/2-2πk/n)，k＝1~(n-1)/2。

②另一种也是以短数据窗内原始差流的峰值i_p作为构造标准正弦波的峰值，但该峰值的位置与原始采样数列相同，设位置为m，再按照Y_2k＝i_psin[π/2-2π(k-m)/n]，k＝1~(n-1)/2，构造标准正弦波数列Y₂。

(3)励磁涌流的识别算法

①原始波形数列与所构造出标准正弦波数列的相关系数计算

在原始波形数列X的基础上构造出标准正弦波数列Y₁、Y₂后，分别按下面的公式计算X与Y₁、X与Y₂的相关系数r_XY1和r_XY2。