[发明专利]在线铁磁共振检测的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及在线铁磁共振检测的方法和系统，特别是电力变压器的在线铁磁共振检测的方法和系统。

背景技术

铁磁共振是在存在不稳定高电压时发生的一种现象，通常在三相电系统中发生，并且仅在特定条件下发生。

铁磁共振对于变压器馈线或者存在双架空线部分的网状拐角(meshcorner)和T形连接构造是尤其危险的现象。

确实，当将变压器馈线与电力系统的剩余部分断开时，由于被隔离系统的电容接地的放电，变压器被驱动为饱和。然后会在反应部件之间发生铁磁共振，所述铁磁共振由从保留在负载上的并行线的耦合电容传输的能量维持。在存在铁磁共振时，再激励(re-energized)的变压器能够引起严重的操作过电压。因此铁磁共振检测和警报设备是必需的。

铁磁共振是复杂的非线性电共振现象，由与系统电容耦合的变压器的饱和电感产生。对于电力系统中的大范围情形都会发生的该现象，由于其带来的过电压、过电流以及谐波的异常率，对于电力系统很危险，会导致介电和热损坏、绝缘体的性能和寿命降低、设备故障(例如保护设备的不时跳闸)、电子设备的提前老化，甚至整个系统的崩溃。

铁磁共振的主要特点在于其对系统参数和初始条件高度敏感，这使得很难预测。

根据铁磁共振电压的形状和频率，存在铁磁共振的四种不同模式，所述模式是基波模式、分谐波模式、拟周期模式和混乱模式。在电力系统中，基波模式和分谐波模式比其它两种模式更频繁。

传统的UK实践已经适合铁磁共振检测，其通过在铁磁共振开始时通过打开终端断路器的操作自动初始化变压器与去激励线路的隔离：在去激励时，如果三相电压中的两相维持高电压，则将发出警报。

说明书的结尾处的参考文献[1]描述了由Reyrolle公司制造的保护继电器(XR 309)。在特大功率系统中，在直接连接的变压器去激励之后会出现铁磁共振。可以通过来自激励的并联电路的电感维持铁磁共振。在铁磁共振状态下再激励变压器能够引起严重的操作过电压的风险，因此在存在这样的铁磁共振风险的情况下，警报继电器是必需的。因此，在系统激励或者去激励时，继电器XR309按照如下方式检测铁磁共振：

-在系统去激励时，次级电压下降到低于复位电平，并且三个元件急下降(drop off)。在发生铁磁共振的情况下，三个元件中的两个元件将保持激励。

-如果在去激励系统上感应铁磁共振，则继电器仅在铁磁共振的幅度高于40VAC的继电器元件吸合(pick-up)电平时才做出响应。

-连线继电器触点以初始化定时器，该定时器将顺次初始化警报。

该现有技术方法不能覆盖所有的铁磁共振情形：例如电轨道电路中仅一个相位高电压的情况。该继电器的另一缺点在于其不是数字的而是模拟的。因而，其不能被结合到新的保护继电器中。

本发明涉及铁磁共振的检测以及所述铁磁共振的模式的确定，特别是在电压器馈线连接条件下，或者诸如存在双电路架空线部分的网状拐角和电路T形连接的等同条件下。

本发明的目的在于获得铁磁共振的精确检测和模式识别，集中于其最明显的特征及其谱性能，其最明显的特征为变压器铁心饱和。

发明内容

本发明涉及一种高电压电分配网络中的在线铁磁共振检测的方法，其特征在于所述方法包括：

-超通量(overflux)检测，其作为开始要素(start element)，如果在规定的时间段内通量大于阈值，则设置超通量，

-模式验证，用于识别所述铁磁共振的模式，使用模糊逻辑方法区分所述铁磁共振模式。

有利的是，本发明方法是用于电力变压器馈线条件的铁磁共振检测方法。

有利的是，在所述方法中，对于铁磁共振检测来说，根据去除DC分量的电压的积分得到所述通量，然后将所述通量与自适应阈值进行比较以确定是否存在超通量。

有利的是，在检测到超通量时计算许多频率分量，然后存储所述频率分量的许多(例如20)最新值，通过对每一个频率分量的标准偏差的和与每一个频率分量的期望值的和进行比较首先确定稳定状态或不稳定状态。如果所述状态不稳定并且持续规定的时间段，则验证混乱模式，并且如果所述状态稳定，则应用模糊逻辑区分所述铁磁共振模式。

有利的是，所述频率分量是：1/5分谐波分量、1/3分谐波分量、1/2分谐波分量、基波分量和三次谐波分量。

有利的是，所述模糊逻辑使用自定义的“大”成员函数，通过所述函数对相同情况下的每一个分量的值进行模糊，规则如下：