[发明专利]一种具有抗短路校核功能的变压器保护方法

说明书

本申请一种具有抗短路校核功能的变压器保护方法，涉及电力系统继电保护技术领域，具体包括在电力系统发生短路故障时，通过计算轴向力与辐向力预设定值的比值、辐向力与轴向力预设定值的比值分别表示轴向力安全系数和辐向力安全系数，并通过两组所述安全系数的范围设定下一次变压器保护启动时的辐向力预设定值和轴向力预设定值，根据安全系数的范围以及短路故障的程度不断对变压器出厂时设定的初始许可值进行调整，能够通过实际故障对变压器绕组所受的冲击和累积效应进行量化判断，以实现对电力系统中的短路故障对变压器的冲击提供实时校核，为变压器因多次冲击发生绕组变形但尚未发展为绝缘故障时提供保护。

技术领域

本申请涉及电力系统继电保护技术领域，尤其涉及一种具有抗短路校核功能的变压器保护方法。

背景技术

变压器是电网中的重要电气设备，起着电能传输、分配及转换的作用。变压器的安全可靠运行关系到电力系统的供电可靠性。在电力系统发生短路故障时，与短路点有电气联系的变压器内流过短路电流，一般情况下，短路电流是负荷电流的几倍到十几倍，短路电流使变压器绕组产生巨大应力，可能造成变压器绕组变形甚至损坏。

近几年随着电网的发展，各电压等级短路容量越来越大，在变压器损坏事故中，由制造方面引起的的抗短路能力不足的问题逐渐凸显，约占变压器损坏原因的25％。抗短路能力不足会造成变压器在遭受外部短路冲击后出现绕组变形、以及垫块、夹件等发生位移，如继续运行会导致变压器发生短路、接地等绝缘故障。

传统变压器的抗短路能力由变压器制造厂根据变压器结构设计、材质等进行核算，仅给出了几组典型短路电流冲击下的安全系数，并不能对变压器在运行中遭受不同大小、不同持续时间的短路冲击进行实时核算，对变压器遭受冲击的累积效应只能定性分析，无法动态计算其影响；而变压器保护也仅能反映变压器绕组较严重的绝缘破坏，如绕组短路、接地故障，并不能在变压器遭受外部短路冲击绕组变形时提供告警和保护、也无法反映变压器短路冲击累积效应。

发明内容

本申请提供了一种具有抗短路校核功能的变压器保护方法，以解决传统变压器保护方法无法对变压器遭受短路冲击进行实施核算以及无法反应变压器短路冲击累积效应的问题。

本申请采用的技术方案如下：

一种抗短路校核能力的变压器保护方法，包括以下步骤：

当电力系统发生短路故障时，变压器保护启动，通过交流输入插件或SV插件获取变压器三侧三相电流；

计算整个故障持续时间中的所述变压器三侧三相电流的最大值i_max、方均根值I以及故障持续时间t；

计算整个所述故障持续时间中的变压器每个绕组受到短路冲击力作用引起的辐向力、变压器每个绕组受到短路冲击力作用引起的轴向力以及变压器绕组平均温度；

通过所述轴向力与辐向力预设定值的比值、所述辐向力与轴向力预设定值的比值分别表示轴向力安全系数和辐向力安全系数，并通过两组所述安全系数的范围设定下一次变压器保护启动时的辐向力预设定值和轴向力预设定值；

通过所述辐向力安全系数是否小于辐向力安全系数阈值、所述轴向力安全系数是否小于轴向力安全系数阈值或所述变压器绕组平均温度θ_n是否大于绕组温度上限值，判断变压器保护是否立即发出告警并经延时跳开变压器三侧断路器。

进一步地，若所述短路故障发生后继续发生了永久故障，则所述短路故障重合到所述永久故障上作为下一次故障，并计算最大值i_max和所述方均根值I以及故障持续时间t，其中关于所述故障持续时间t的计算包括：所述短路故障开始到所述短路故障切除的时间计为t_trip，故障重合到所述永久故障切除的时间计为t_recolse，则所述故障持续时间t＝t_trip+t_recolse。