[发明专利]一种智能本体保护装置及其方法

说明书

技术领域

本发明属于电学领域，特别是涉及一种适用于数字化站的智能本体保护装置及其方法。

背景技术

目前，变压器设有专门的非电量保护装置，主要监测变压器油温、瓦斯、油位等信息。当相应的开关量信号输入时，本体保护则直接通过电缆跳闸，具有很强的实时性。DGA是油中溶解气体分析装置，用来反映变压器内部各种发热和放电等故障，成熟度高。在电网运行中，220kV及以上和重要的110kV变压器一般都要或将要采用DGA装置，它通过油中溶解气体的各种组份信息及变化情况反映变压器内部过热、放电、受潮等异常情况。

现存在的一些主要问题是：

1)采用电缆将变压器本体信号从变压器本体传送到主控室的变压器本体保护装置。当有很强烈的工频干扰时到耦合长电缆上时，本体保护装置可能会接收到错误的输入信号而出口跳闸；

2)为解决上述问题，目前普遍采用继电器开入方式，即一方面通过能量驱动门槛(继电器线圈动作功率为5W)的方法，另一方面通过继电器延时18～35ms的方法来防止现场电磁骚扰或过电压引起保护误动。很明显，这种方法会降低变压器本体保护的动作速度，不能迅速隔离故障设备。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种智能本体保护装置及其方法，提高了跳闸的可靠性和快速性。该方案引入DGA(油中溶解气体分析)在线监测信息来提高变压器本体保护的可靠性和快速性，并方便事后对本体保护动作情况的分析。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种智能本体保护装置，它包括CPU和继电器，非电量保护信号一路利用继电器输出TZ跳闸信号，另一路将保护信号送给CPU，CPU发出信号记录XH，所述CPU还增设有两路输入，一路为用户确定的DGA控制字；另一路为DGA信息，该DGA信息包含了DGA送出的预警信息和变压器油中溶解的各种组份气体信息，通过GOOSE/MMS的形式送入，经CPU判别后输出跳闸信号TZ1和信号记录XH1，跳闸信号TZ和TZ1并联于跳闸回路，并均用于实现变压器跳闸。

一种智能本体保护装置的保护方法，它的具体过程为：

1)检测是否有非电量保护信号，若检测出发生非电量的故障，则通过非电量保护信号一路利用继电器产生TZ跳闸信号，另一路将保护信号送给CPU，发出信号XH，然后转入步骤4)；

2)CPU检测是否有DGA控制字信号，如果没有，则转入步骤1)；如果有，则转入步骤3)；

3)CPU读取DGA信息，该信息包含了DGA送出的预警信息和变压器油中各种组份气体信息，CPU通过DGA信息进行逻辑判断，当DGA信息包含内部故障特征时，开放跳闸的条件，如果此时再检测到非电量保护信号存在，则不经延时产生跳闸信号TZ1和信号记录XH1，并转入步骤4)；当DGA跳闸条件开放，但此时没有检测到非电量保护信号时，则不跳闸，转入步骤1)；当DGA不具备跳闸条件开放，则直接返回步骤1)；

4)TZ跳闸信号和跳闸信号TZ1并联的形式接入跳闸回路，只要两者中有一个出现，则控制跳闸操作；否则，不执行跳闸动作。

所述步骤3)中，CPU对DGA信息的逻辑判断过程为：CPU检测变压器油中各种组份气体信息是否有气体含量越限和生成气体变化率越限情况存在，同时还检测是否有预警信号，并对三者通过逻辑“或”模块处理，只要有一个存在，就发出信号，该信号一路直接作为信号XH1，另一路送入逻辑“与”模块；逻辑“与”检测是否有本体跳闸信号、DGA控制字和逻辑“或”送来的信号，如果都存在则产生跳闸信号TZ1。

本发明的智能本体保护装置，它引入DGA(油中溶解气体分析)在线监测信息来提高变压器本体保护动作的快速性和可靠性。它不影响原有本体保护功能，增加的DGA的信息判断逻辑在原有本体保护的CPU中实现，当本体信号和DGA故障信号同时存在时，驱动独立与原有本体保护跳闸出口的快速跳闸出口。

具体过程为：

1)用户通过投入“DGA控制字”来决定是否加入DGA信息进行判别变压器出口，若不采用此种方案，则退出“DGA控制字”；

2)DGA信息同时包含了DGA的评估结果和变压器油的七种组份信息；

3)在投入DGA控制字时，便利用DGA送来的信息在本体保护装置的CPU中进行处理和判别；当本体信号和DGA故障信号同时存在时，本体保护装置跳闸出口，该跳闸出口独立于原有本体保护装置跳闸出口，由于其为快速出口，起到故障情况下的加速跳闸作用。