[发明专利]电力系统励磁涌流识别方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，特别是涉及一种电力系统励磁涌流识别方法。

背景技术

在电力系统中，变压器、电抗器、电动机等感性设备得到大量使用，由于其内部硅钢片的饱和特性，导致其在不同电压相位合闸时出现励磁涌流。随着工业的发展，变压器等感性设备的容量越来越大，但随之而来的是运输成为瓶颈，在满足重量、体积、容量等多方因素的情况下，逐步进入了极限制造阶段，如变压器的设计为了降低重量及成本，选择使用高导磁的硅钢片，并且将额定电压对应的工作点选择在硅钢片磁滞回线的拐点附近，这直接导致合闸时的励磁涌流变大。而随着变压器容量不断增大，合闸瞬间的励磁涌流对电网的冲击越发明显，对电网的安全可靠运行形成严重冲击。随着直流输电的推广应用，单极运行时由于直流偏磁作用容易导致运行中的变压器出现励磁涌流，对于保护装置而言，励磁涌流与故障电流具有相似性，如何有效识别励磁涌流是目前持续研究的课题。

在电力系统中，目前普遍采用二次谐波含量以及波形对称度等方法来识别合闸瞬间的励磁涌流，但随着变压器容量的增大以及制造工艺的改进，目前变压器合闸瞬间差动误动情况屡见不鲜，并且在运行中，由于和应涌流的影响，线路保护中的电流保护功能未能正确识别励磁涌流，导致继电保护错误的判断为故障电流而误动作也时有发生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电力系统励磁涌流识别方法，其利用电压数据和电流数据，重构出等效BH曲线，根据该BH曲线的图形特征识别，能够准确识别励磁涌流，可以提高继电保护装置动作的可靠性和正确率。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种电力系统励磁涌流识别方法，其特征在于，其包括以下步骤：对电压和电流进行高速数字采样，通过电压和电流数据的组合应用，以水平方向为磁场强度H轴、垂直方向为磁感应强度B轴重构出等效BH曲线，分别找出等效BH曲线的B、H轴方向的极大值、极小值，然后以新的中心D点为原点构建新的参考坐标系，新的参考坐标系中横轴、纵轴将BH曲线分割为四个象限，然后分别求出在新坐标系中第一、第三两个象限内的矩形面积S1、S3，据此计算出BH曲线的不对称系数k_asym，k_asym与励磁涌流识别阈值k_th进行比较识别是否为励磁涌流。

优选地，所述等效BH曲线的A、C两点的坐标分别为A(H_max，B_max)、C(H_min，B_min)，D点坐标为D（0，(B_max + B_min) / 2）。

优选地，所述述等效BH曲线的A、C两点在第一、第三两个象限内对应的矩形面积S1、S3以及BH曲线的不对称系数k_asym，可以通过如下公式计算得出：

S1 = | H_max * (B_max –(B_max + B_min) / 2) |；

S3 = | H_min * (B_min –(B_max + B_min) / 2) |；

k_asym=(| S1 - S3 |) / ( S1 + S3 )；

计算得出的不对称系数k_asym与预先设置的励磁涌流识别阈值k_th进行比较，如果k_asym > k_th，则表明BH曲线存在不对称，电流识别为励磁涌流，如果k_asym≤k_th则识别为非励磁涌流。

优选地，所述励磁涌流识别阈值k_th取0.0～1.0。

本发明的积极进步效果在于：本发明利用电压数据和电流数据，重构出等效BH曲线，根据该BH曲线的图形特征识别，能够准确识别励磁涌流，可以提高继电保护装置动作的可靠性和正确率，保护电网设备的安全可靠运行，降低由于继电保护装置误动造成的经济损失。

附图说明

图1为电阻性负载时重构的BH曲线；

图2为电感性负载时重构的BH曲线；

图3为存在励磁涌流时重构的BH曲线；

图4为变压器过励磁时重构的BH曲线；

图5为BH曲线不对称系数的计算原理图；

图6为变压器空载合闸时励磁涌流录波数据及不对称系数曲线；

图7为线路运行中励磁涌流录波数据及不对称系数曲线；

图8为线路运行中励磁涌流录波数据重构的BH曲线；

图9为变压器空载合闸时励磁涌流录波数据及不对称系数曲线；

图10为变压器空载合闸时励磁涌流录波数据及不对称系数曲线；

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。