[发明专利]一种基于时变功率窗的站用变压器过负荷保护系统及方法

权利要求书

1.一种基于时变功率窗的站用变压器过负荷保护系统，包括电源模块、采样模块，其特征在于：还包括解码模块、信号切换模块、处理模块、设定模块、输出模块、跳闸投运压板、冷却装置；

所述电源模块输入220V交流电源，输出12V或24V的直流电源，用于给系统内各模块供电；

所述采样模块输入电流模拟信号、电压模拟信号，经A/D转换，输出电流数字电气量、电压数字电气量；

所述解码模块输入电流数字报文信号、电压数字报文信号，经光电信号转换、报文解码，输出电流数字电气量、电压数字电气量；若无信号输入，则通过控制字方式告知信号切换模块；

所述信号切换模块可自由切换采样模块、解码模块的输出量至处理模块；或者信号切换模块向处理模块输出解码模块的电流数字电气量、电压数字电气量；当信号切换模块接收到控制字后，切换为采样模块的输出量输入至处理模块；

所述设定模块通过触摸屏或者键盘向处理模块输入额定功率P，采样频率f；

所述处理模块根据采样频率f接收每次的电流数字电气量、电压数字电气量，计算Δt时间内的分功率量wn；计算长功率窗下分功率量wn之和P_n，计算短功率窗下分功率量wn之和P_n'；根据时钟t信号，比较P_n与S，比较P_n'与S'，标准比对值S，短功率窗比对值S'；

所述输出模块根据P_n与S，P_n'与S'比较的结果，输出不动作信号、输出告警信号、输出冷却装置驱动信号、跳闸信号、自检信号；

所述解码模块、采样模块与信号切换模块相连接；信号切换模块、设定模块与处理模块相连接，处理模块与输出模块相连接；所述输出模块与跳闸投运压板、冷却装置相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于时变功率窗的站用变压器过负荷保护系统，其特征在于：还包括显示模块、显示屏，所述显示模块用于将电流数字电气量、电压数字电气量、额定功率、采样频率f、时钟t信号、P_n与S，P_n'与S'比较的结果均转换为显示信号，所述处理模块、显示模块、显示屏依次相连接，显示屏用于显示显示模块转换的显示信号。

3.一种基于时变功率窗的站用变压器过负荷保护方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：采样电压数据流u_n、电流数据流i_n，采样时间差为Δt；将电压数据流、电流数据流分别进行线性处理，形成电流线性方程：i_n(t)＝k₂*Δt+i_n-1，电压线性方程：u_n(t)＝k₁*Δt+u_n-1；k₁表示电压采样系数，k₂表示电流采样系数；

步骤二：计算每次采样分功率量wn，Δt＝1/f，采样频率f；

步骤三：计算长功率窗：m-n＝30*60*f，长功率窗下的热功率总量P_n：P_n＝(w_n+w_n+1+....+w_m-1+w_m)；计算短功率窗：m'-n'＝5*60*f,短功率窗下的热功率总量P_n'：P_n'＝(w_n'+w_n'+1+....+w_m'-1+w_m')；所述长功率窗、短功率窗均设置为采样分功率量的个数，所述热功率总量设置为相应采样个数的分功率量之和；

步骤四：输入站用变压器额定功率P，计算标准比对值S：S＝2*P*30*60，2为长数据窗超载系数；短功率窗比对值S'：S'＝1.2*S/6，1.2为短数据窗超载系数；

步骤五：计算时钟t信号，读取采样电流数据流i_n并计算有效值i_n'，当i_n'＞0.5*I_n时，I_n为额定电流量，计时开始；当i_n'＜0.5*I_n时，计时中止；

步骤六：当时钟t信号大于30分钟时，进入过负荷保护标准逻辑；当时钟t信号小于30分钟时，进入过负荷保护防死区逻辑；

所述过负荷保护标准逻辑包括：

若P_n＞S，经延时启动冷却装置，输出跳闸信号；

若S＞P_n＞0.8S，输出报警信号，经延时启动冷却装置；

若P_n≤0.8S，输出不动作；

所述过负荷保护防死区逻辑包括：

若P_n'＞S'，经延时启动冷却装置，输出跳闸信号；

若S'＞P_n'＞0.8S'，输出报警信号，经延时启动冷却装置；

若P_n'≤0.8S'，输出不动作。