[发明专利]一种基于差动电流相邻阶次差分构成的平面上相邻点距离的励磁涌流快速识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于差动电流相邻阶次差分构成的平面上相邻点距离的励磁涌流快速识别方法，属于电力系统继电保护技术领域。

背景技术

目前变压器的主保护为利用电气量的纵联差动保护和非电气量的瓦斯保护。其中纵差保护利用变压器一次侧电流与二次侧电流的差作为差流，差流超过某个整定值，即判断为内部故障。变压器差动保护是建立在变压器稳态磁路平衡的基础上，在暂态过程中这种平衡关系可能被打破：在变压器空载合闸、过励磁或故障切除后电压恢复过程中等情况下，由磁路饱和产生的数值很大的励磁涌流会引起差动保护误动作。因而，变压器差动保护的难点就在于对涌流和内部故障的可靠、迅速识别，以确保保护正确动作。

围绕电力变压器励磁涌流的判别, 先后涌现出许多方法，包括二次谐波原理、间断角原理和波形对称原理等。二次谐波制动法是根据励磁涌流产生的二次谐波远大于内部故障情况的特点，计算差流中的二次谐波含量，若其值较大则判定为涌流。但是二次谐波制动法存在如下缺点：励磁涌流是暂态电流，不适合用傅里叶级数的谐波分析方法。因为对于暂态信号而言，傅里叶级数法的周期延拓将导致错误的计算结果；现代变压器励磁特性的变化，使得发生涌流时二次谐波含量低，导致保护易误动。间断角原理利用了涌流波形有较大间断角的特征，通过检测差流间断角的大小实现鉴别涌流的目的，但是面临着因电流互感器传变引起的间断角变形问题，同时为了提高相角比较的正确性，必须提高采样率，并抑制A/D转换芯片在零点附近的转换误差。波形对称原理是利用差电流导数的前半波与后半波进行对称比较以区别励磁涌流和内部故障。该原理基于对励磁涌流导数波宽及间断角的分析，是间断角原理的推广。但是, 涌流波形与许多因素有关, 具有不确定性、多样性，波形对称的判定存在一定困难；在故障初瞬，故障电流并非标准正弦波, 实际系统中必须考虑故障情况的多样性和故障波形的复杂性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的对变压器内部故障和励磁涌流辨识方法的不足，提出一种基于差动电流相邻阶次差分构成的平面上相邻点距离的励磁涌流和变压器内部故障快速判别方法。

本发明的技术方案是：一种基于差动电流相邻阶次差分构成的平面上相邻点距离的励磁涌流快速识别方法，当变压器发生内部故障或产生励磁涌流时，保护测量装置立即启动，测量单元测得变压器的三相差流，提取测量单元记录的三相差流数据，通过三相差流数据求取各相差流的一阶差分和二阶差分；分别以三相的二阶差分为横轴，以对应相的一阶差分为纵轴，构造三个平面；求取所构造的三个平面上所有相邻点距离的平方和，再求取三个平方和中的最大值dist2_sum，然后求取dist2_sum所对应相的相邻点距离平方的标准差与平均值；将所得的平均值与标准差进行积分得到Th1_sum，通过比较dist2_sum和Th1_sum来进行变压器内部故障和励磁涌流的判别。

所述方法具体步骤为：

（1）当变压器发生内部故障或产生励磁涌流时，保护测量装置立即启动，通过测量单元检测并记录三相差流；

（2）提取变压器内部故障或励磁涌流发生后短时窗内的三相差流数据i_A(n)、i_B(n)、i_C(n)，A、B、C为变压器三相的编号，n为离散信号第n个采样点；

（3）对提取的三相差流分别利用下式求取各相的一阶差分函数d[1]                                                (n)、二阶差分函数d[2](n)：

d[1](n)=i(n)-i(n-1)

d[2](n)= d[1](n)- d[1](n-1)

式中，n为离散信号第n个采样点；=A、B、C，为变压器三相的编号；

（4）分别以各相d[2](n)为横轴，以同相的d[1](n)为纵轴构造三个相邻阶次差分平面，求取各平面上相邻点距离的平方和dist2(n)²：

 

再通过下式，分别算出每相在所构平面上的各相邻点距离的平方和dist2_,sum，并通过最大值函数得到三个平方和中的最大值，记为dist2_sum：