[发明专利]基于绕组电阻特性的变压器绕组故障继电保护方法

摘要

本发明公开了一种基于绕组电阻特性的变压器绕组故障继电保护方法。本发明分别计算变压器两组Y侧的零序电压和零序电流，分别将变压器两组Y侧的零序电压和零序电流按对应变比折算到变压器△侧，将变压器两组Y侧绕组参数按对应变比折算到变压器△侧，计算变压器三侧绕组的电压向量，计算变压器电流矩阵，然后计算变压器三侧绕组的电阻矩阵并与整定门槛值构成变压器分侧绕组故障继电保护判据。本发明方法利用变压器三侧绕组电阻特性实现三相三绕组变压器分侧绕组故障继电保护，动作性能不受变压器励磁电流、过渡电阻和负荷电流的影响，动作性能准确可靠，实现三相三绕组变压器分侧绕组故障跳开对应侧断路器，有效防止故障范围扩大。

主权项

基于绕组电阻特性的变压器绕组故障继电保护方法，其特征在于:包括如下依序步骤：(1)保护装置测量变压器两组Y侧的三相绕组电压u_a2、u_b2、u_c2和u_a3、u_b3、u_c3，测量变压器两组Y侧的三相绕组电流i_a2、i_b2、i_c2和i_a3、i_b3、i_c3，测量变压器△侧的环流i_D；(2)保护装置计算变压器两组Y侧的零序电压$u_{03}=\frac{u_{a3}+u_{b3}+u_{c3}}{3}$和零序电流$i_{02}=\frac{i_{a2}+i_{b2}+i_{c2}}{3},i_{03}=\frac{i_{a3}+i_{b3}+i_{c3}}{3};$(3)保护装置计算变压器三侧绕组的电压向量：$\left[\begin{array}{c}(L_2^{\′}-m_{12}^{\′})\frac{{\mathrm{di}}_{02}^{\′}}{\mathrm{dt}}-u_{02}^{\′}-(m_{13}^{\′}-m_{23}^{\′})\frac{{\mathrm{di}}_{03}^{\′}}{\mathrm{dt}}-(L_1-m_{12}^{\′})\frac{{\mathrm{di}}_D}{\mathrm{dt}}\\ L_3^{\′}\frac{{\mathrm{di}}_{03}^{\′}}{\mathrm{dt}}-L_2^{\′}\frac{{\mathrm{di}}_{02}^{\′}}{\mathrm{dt}}+u_{02}^{\′}-u_{03}^{\′}-m_{12}^{\′}\frac{{\mathrm{di}}_D}{\mathrm{dt}}+m_{13}^{\′}\frac{{\mathrm{di}}_D}{\mathrm{dt}}+m_{23}^{\′}(\frac{{\mathrm{di}}_{02}^{\′}}{\mathrm{dt}}-\frac{{\mathrm{di}}_{03}^{\′}}{\mathrm{dt}})\\ L_3^{\′}\frac{{\mathrm{di}}_{03}^{\′}}{\mathrm{dt}}+m_{23}^{\′}\frac{{\mathrm{di}}_{03}^{\′}}{\mathrm{dt}}-u_{03}^{\′}-m_{13}^{\′}(\frac{{\mathrm{di}}_{03}^{\′}}{\mathrm{dt}}-\frac{{\mathrm{di}}_D}{\mathrm{dt}})-m_{12}^{\′}\frac{{\mathrm{di}}_{02}^{\′}}{\mathrm{dt}}\end{array}\right]$其中，分别表示变压器两组Y侧的零序电压u₀₂、u₀₃按变比折算到△侧的零序电压；分别表示变压器两组Y侧的零序电流i₀₂、i₀₃按变比折算到△侧的零序电流；分别表示变压器两组Y侧绕组自漏磁通对应的漏电感L₂、L₃按变比的平方折算到△侧的漏电感；L₁为变压器△侧绕组自漏磁通对应的漏电感；n₁为变压器△侧绕组匝数；n₂、n₃为变压器两组Y侧绕组匝数；表示变压器△侧环流i_D的导数；表示i′₀₂的导数；表示i′₀₃的导数；表示变压器两组Y侧的互漏磁通对应的漏电感m₂₃按变比的平方折算到△侧的漏电感；表示变压器△侧与两组Y侧的互漏磁通对应的漏电感m₁₂、m₁₃按变比的平方折算到△侧的漏电感；(4)保护装置计算变压器电流矩阵$\left[\begin{array}{ccc}{i}_D& -i_{02}^{\′}& 0\\ 0& i_{02}^{\′}& -i_{03}^{\′}\\ i_D& 0& -i_{03}^{\′}\end{array}\right];$(5)保护装置计算变压器三侧绕组的电阻矩阵$\left[\begin{array}{c}{r}_1\\ r_2^{\′}\\ r_3^{\′}\end{array}\right]:$$\left[\begin{array}{c}{r}_1\\ r_2^{\′}\\ r_3^{\′}\end{array}\right]={\left[\begin{array}{ccc}{i}_D& -i_{02}^{\′}& 0\\ 0& i_{01}^{\′}& -i_{03}^{\′}\\ i_D& 0& -i_{03}^{\′}\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}(L_2^{\′}-m_{12}^{\′})\frac{{\mathrm{di}}_{02}^{\′}}{\mathrm{dt}}-u_{02}^{\′}-(m_{13}^{\′}-m_{23}^{\′})\frac{{\mathrm{di}}_{03}^{\′}}{\mathrm{dt}}-(L_1-m_{12}^{\′})\frac{{\mathrm{di}}_D}{\mathrm{dt}}\\ L_3^{\′}\frac{{\mathrm{di}}_{03}^{\′}}{\mathrm{dt}}-L_2^{\′}\frac{{\mathrm{di}}_{02}^{\′}}{\mathrm{dt}}+u_{02}^{\′}-u_{03}^{\′}-m_{12}^{\′}\frac{{\mathrm{di}}_D}{\mathrm{dt}}+m_{13}^{\′}\frac{{\mathrm{di}}_D}{\mathrm{dt}}+m_{23}^{\′}(\frac{{\mathrm{di}}_{02}^{\′}}{\mathrm{dt}}-\frac{{\mathrm{di}}_{03}^{\′}}{\mathrm{dt}})\\ L_3^{\′}\frac{{\mathrm{di}}_{03}^{\′}}{\mathrm{dt}}+m_{23}^{\′}\frac{{\mathrm{di}}_{02}^{\′}}{\mathrm{dt}}-u_{03}^{\′}-m_{13}^{\′}(\frac{{\mathrm{di}}_{03}^{\′}}{\mathrm{dt}}-\frac{{\mathrm{di}}_D}{\mathrm{dt}})-m_{12}^{\′}\frac{{\mathrm{di}}_{02}^{\′}}{\mathrm{dt}}\end{array}\right]$其中，r₁为变压器△侧的电阻；r′₂、r′₃分别表示变压器两组Y侧的电阻按变比折算到△侧的电阻；(6)保护装置判断r₁>r_1set是否成立，若成立，则判断变压器△侧绕组发生故障，跳开变压器△侧的断路器；保护装置判断r′₂>r_2set是否成立，若成立，则判断r′₂对应的变压器Y侧绕组发生故障，跳开r′₂对应的变压器Y侧的断路器；保护装置判断r′₃>r_3set是否成立，若成立，则判断r′₃对应的变压器Y侧绕组发生故障，跳开r′₃对应的变压器Y侧的断路器；其中，r_1set为整定门槛值；r_2set为整定门槛值；r_3set为整定门槛值。