一种防止大穿越电流引起重瓦斯保护误动的方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种防止大穿越电流引起重瓦斯保护误动的方法，所述方法包括实时采集变压器各侧电流并计算后确定变压器当前故障状态及其对应的第一、第二工频变化量启动值、第一、第二二次谐波闭锁值和重瓦斯继电器动作值；当变压器为区外故障状态且重瓦斯继电器动作值为1时，重瓦斯继电器误动，经过预设时间延时返回并重置重瓦斯继电器动作值为0，将重置的重瓦斯继电器动作值，以及对应的第一、第二工频变化量启动值、第一、第二二次谐波闭锁值在预设的逻辑运算公式中计算，输出低电平信号控制重瓦斯出口不跳闸。实施本发明实施例，实现简单且投资小，解决区外故障时重瓦斯保护误动的问题，从而避免出现电网大面积停电的恶劣事故发生。
【专利说明】-种防止大穿越电流引起重瓦斯保护误动的方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统变压器保护【技术领域】，尤其涉及一种防止大穿越电流引起重 瓦斯保护误动的方法及系统。
【背景技术】
[0002] 重瓦斯保护是变压器的主保护，其优点在于能够反应变压器所有内部故障且灵敏 度高，缺点在于导致变压器误动的因素较多，例如穿越性电流大、励磁涌流偏大等，尤其是 大穿越电流导致重瓦斯保护误动，将会导致电网出现大面积停电的恶劣事故发生。
[0003] 现有技术中，有W下四种方式用于解决大穿越电流导致重瓦斯保护误动的问题： 一、 调整系统运行方式：根据日本H菱公司的分析计算结果，其500kV主变重瓦斯保护 动作值设定为1. Om/s，中压侧故障电流达到9kA时，或动作值设定为1. 5m/s，中压侧故障电 流达到13kA时，重瓦斯保护可能动作，因此，通过调整运行方式，使得500kV主变附近区外 故障时流过主变的穿越性短路电流小于9kA或13kA，则可W有效防止瓦斯保护误动； 二、 增加瓦斯继电器动作延时；当主变区外设备发生短路故障时，故障设备的主保护将 瞬时动作切除故障，若增加重瓦斯继电器动作延时，且该延时能够可靠躲过区外故障切除 时间和油流继电器的返回时间，则有效防止瓦斯保护误动，因此重瓦斯继电器的延时可设 定为Is,重瓦斯继电器增加延时的基本改造原理，如图1所示，其中，WS为重瓦斯继电器常 开接点，SJ为时间继电器，设定的延时时间为Is, LP为重瓦斯跳间压板； H、提高油流继电器整定值；通过适当提高重瓦斯保护油流速度整定值，可躲过区外故 障瓦斯保护误动； 四、提高主变生产工艺：根据大穿越电流下瓦斯的误动机理可知，绕组受力产生形变 是引起油流突变加速的最主要原因，据此，可通过提高变压器生产工艺或采用新型导线，增 强绕组内部绝缘工艺、力学特性和机械稳定性，当流过大穿越电流，主变绕组的形变极小， 不足W损坏绕组的面间绝缘。
[0004] 上述四种解决方式均存在不足之处：第一种方式，改造难度较高且难W满足N-I 要求，并存在损失负荷的风险；第二种方式，虽然可W控制运行风险，但存在延时动作的问 题，并可能损伤主变的内部绕组；第H种方式，调节幅度有限，且难W评估并控制定值上调 后保护拒动和误动的风险；第四种方式，改造难度非常高且投资大、研发周期长。由于现有 技术中的上述解决方式不能经济、快速、完善地解决区外故障时重瓦斯保护误动的问题，因 此亟需一种方法来解决区外故障时瓦斯保护误动的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种防止大穿越电流引起重瓦斯保 护误动的方法及系统，实现简单且投资小，可解决区外故障时重瓦斯保护误动的问题，从而 避免出现电网大面积停电的恶劣事故发生。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种防止大穿越电流引起重瓦斯保 护误动的方法，其在包括两个差动保护装置和一个重瓦斯继电器的变压器上实现，所述方 法包括： 通过所述两个差动保护装置实时采集所述变压器各侧电流并计算，根据计算结果确定 所述变压器的当前故障状态及其对应的第一工频变化量启动值、第二工频变化量启动值、 第一二次谐波闭锁值、第二二次谐波闭锁值和重瓦斯继电器动作值；其中，所述故障状态包 括区内故障状态、区外故障状态和励磁涌流状态；所述第一工频变化量启动值、第二工频变 化量启动值、第一二次谐波闭锁值、第二二次谐波闭锁值及重瓦斯继电器动作值均包括1 和O ; 当所述变压器的当前故障状态为所述区外故障状态且对应的所述重瓦斯继电器动作 值为1时，确定所述重瓦斯继电器动作且为误动，经过预设时间延时，使得所述重瓦斯继电 器返回动作前状态，并重置所述重瓦斯继电器动作值为0,将所述重置的重瓦斯继电器动 作值，W及所述区外故障状态下对应的第一工频变化量启动值、第二工频变化量启动值、第 一二次谐波闭锁值和第二二次谐波闭锁值输入到预设的逻辑运算公式中计算，输出低电平 信号控制重瓦斯出口不跳间。
[0007] 其中，所述区外故障状态下对应的第一工频变化量启动值、第二工频变化量启动 值、第一二次谐波闭锁值和第二二次谐波闭锁值均为0。
[0008] 其中，所述方法进一步包括： 当所述变压器的当前故障状态为所述励磁涌流状态且对应的所述重瓦斯继电器动作 值为1时，确定所述重瓦斯继电器动作且为误动，经过预设时间延时，使得所述重瓦斯继电 器返回动作前状态，并重置所述重瓦斯继电器动作值为0,将所述重置的重瓦斯继电器动作 值，W及所述励磁涌流下对应的第一工频变化量启动值、第二工频变化量启动值、第一二次 谐波闭锁值和第二二次谐波闭锁值输入到所述预设的逻辑运算公式中计算，输出低电平信 号控制重瓦斯出口不跳间。
[0009] 其中，所述励磁涌流状态下对应的第一工频变化量启动值和第一二次谐波闭锁值 均为1 ;和/或 所述励磁涌流状态下对应的第二工频变化量启动值和第二二次谐波闭锁值均为1。
[0010] 其中，所述方法进一步包括： 当所述变压器的当前故障状态为所述区内故障状态时，保持所述重瓦斯继电器动作值 为1，并将所述重瓦斯继电器动作值，W及所述区内故障下对应的第一工频变化量启动值、 第二工频变化量启动值、第一二次谐波闭锁值和第二二次谐波闭锁值输入到所述预设的逻 辑运算公式中计算，输出高电平信号来控制重瓦斯出口瞬时跳间。
[0011] 其中，所述区内故障下对应的第一工频变化量启动值为1，所述第一二次谐波闭锁 值为0 ;和/或所述区内故障状态下对应的第二工频变化量启动值为1，所述第二二次谐波 闭锁值为0。
[001引其中，所述预设的逻辑公式M二[灿?邱毎(a2 ?巧].C ;其中，al为第一工频变 化量启动值，M为第一二次谐波闭锁值进行取非运算，为第二工频变化量启动值，巧为 第二二次谐波闭锁值进行取非运算，r为重瓦斯继电器动作值，《为与运算符，@为或运算 符。
[0013] 本发明实施例又提供了一种防止大穿越电流引起重瓦斯保护误动的系统，其在包 括两个差动保护装置和一个重瓦斯继电器的变压器上实现，所述系统包括： 采集及计算单元，用于通过所述两个差动保护装置实时采集所述变压器各侧电流并计 算，根据计算结果确定所述变压器的当前故障状态及其对应的第一工频变化量启动值、第 二工频变化量启动值、第一二次谐波闭锁值、第二二次谐波闭锁值和重瓦斯继电器动作值； 其中，所述故障状态包括区内故障状态、区外故障状态和励磁涌流状态；所述第一工频变化 量启动值、第二工频变化量启动值、第一二次谐波闭锁值、第二二次谐波闭锁值及重瓦斯继 电器动作值均包括1和0 ; 区外故障状态防误动单元，用于当所述变压器的当前故障状态为所述区外故障状态且 对应的所述重瓦斯继电器动作值为1时，确定所述重瓦斯继电器动作且为误动，经过预设 时间延时，使得所述重瓦斯继电器返回动作前状态，并重置所述重瓦斯继电器动作值为0， 将所述重置的重瓦斯继电器动作值，W及所述区外故障状态下对应的第一工频变化量启动 值、第二工频变化量启动值、第一二次谐波闭锁值和第二二次谐波闭锁值输入到预设的逻 辑运算公式中计算，输出低电平信号控制重瓦斯出口不跳间。
[0014] 其中，所述系统还包括： 励磁涌流状态防误动单元，用于当所述变压器的当前故障状态为所述励磁涌流状态且 对应的所述重瓦斯继电器动作值为1时，确定所述重瓦斯继电器动作且为误动，经过预设 时间延时，使得所述重瓦斯继电器返回动作前状态，并重置所述重瓦斯继电器动作值为0， 将所述重置的重瓦斯继电器动作值，W及所述励磁涌流下对应的第一工频变化量启动值、 第二工频变化量启动值、第一二次谐波闭锁值和第二二次谐波闭锁值输入到预设的逻辑运 算公式中计算，输出低电平信号控制重瓦斯出口不跳间。
[0015] 其中，所述系统还包括： 区内故障跳间单元，用于当所述变压器的当前故障状态为所述区内故障状态时，保持 所述重瓦斯继电器动作值为1，并将所述重瓦斯继电器动作值，W及所述区内故障下对应的 第一工频变化量启动值、第二工频变化量启动值、第一二次谐波闭锁值和第二二次谐波闭 锁值输入到所述预设的逻辑运算公式中计算，输出高电平信号控制重瓦斯出口瞬时跳间。
[0016] 实施本发明实施例，具有如下有益效果： 在本发明实施例中，由于利用现有变压器内灵敏度比瓦斯保护低且能辨识区内故障和 区外故障的差动保护装置直接获取工频变化量启动的闭锁量巧日工频变化量启动值和二次 谐波闭锁值)，同时结合现有重瓦斯继电器增加预设时间延时的改造方案，并采用逻辑公式 考虑防止区外故障和励磁涌流引起瓦斯保护误动作的跳间逻辑，从而实现能保证区内故障 时瓦斯保护瞬时出口跳间，又能保证区外故障和励磁涌流时瓦斯保护不发生误动。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据 该些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
[0018] 图1为现有技术中重瓦斯继电器增加延时的基本改造原理的结构示意图； 图2为本发明实施例提供的防止大穿越电流引起重瓦斯保护误动的方法的流程图； 图3为本发明实施例提供的防止大穿越电流引起重瓦斯保护误动的方法应用场景的 逻辑结构示意图； 图4为本发明实施例提供的防止大穿越电流引起重瓦斯保护误动的系统的结构示意 图。
【具体实施方式】
[0019] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一 步地详细描述。
[0020] 如图2所示，为本发明实施例提供的一种防止大穿越电流引起重瓦斯保护误动的 方法，其在包括两个差动保护装置和一个重瓦斯继电器的变压器上实现，所述方法包括： 步骤S101、通过所述两个差动保护装置实时采集所述变压器各侧电流并计算，根据计 算结果确定所述变压器的当前故障状态及其对应的第一工频变化量启动值、第二工频变化 量启动值、第一二次谐波闭锁值、第二二次谐波闭锁值和重瓦斯继电器动作值；其中，所述 故障状态包括区内故障状态、区外故障状态和励磁涌流状态；所述第一工频变化量启动值、 第二工频变化量启动值、第一二次谐波闭锁值、第二二次谐波闭锁值及重瓦斯继电器动作 值均包括1和0 ; 具体过程为，变压器内部有两个差动保护装置，可实现变压器的差动电流保护，该差动 保护为变压器内部故障的主保护。差动电流保护的灵敏度比瓦斯保护低，但其选择性明显 优于瓦斯保护，能可靠辨识区内故障和区外故障。因此，可利用差动电流保护良好的选择 性，解决区外故障瓦斯保护误动的问题，即利用"差动保护动作"的电气量闭锁瓦斯保护。
[0021] 现有变压器差动保护装置中，可直接获取的闭锁量有"差动速断动作"、"稳态比率 差动动作"，"差动保护启动"，"工频变化量启动"。若要与瓦斯保护配合，既要保证区外故障 时闭锁电气量元件可靠不动作，又要保证区内轻微故障时闭锁电气量元件灵敏动作。因此， 取"工频变化量启动"作为瓦斯保护的闭锁电气量。由于"工频变化量启动"元件能灵敏反 应2%面短路的轻微面间故障且选择性好，故取"工频变化量启动"作为瓦斯保护的闭锁电 气量。
[0022] 差动保护的基本原理，如公式（1) - ( 3 )所示：
【权利要求】
1. 一种防止大穿越电流引起重瓦斯保护误动的方法，其特征在于，其在包括两个差动 保护装置和一个重瓦斯继电器的变压器上实现，所述方法包括： 通过所述两个差动保护装置实时采集所述变压器各侧电流并计算，根据计算结果确定 所述变压器的当前故障状态及其对应的第一工频变化量启动值、第二工频变化量启动值、 第一二次谐波闭锁值、第二二次谐波闭锁值和重瓦斯继电器动作值；其中，所述故障状态包 括区内故障状态、区外故障状态和励磁涌流状态；所述第一工频变化量启动值、第二工频变 化量启动值、第一二次谐波闭锁值、第二二次谐波闭锁值及重瓦斯继电器动作值均包括1 和O ; 当所述变压器的当前故障状态为所述区外故障状态且对应的所述重瓦斯继电器动作 值为1时，确定所述重瓦斯继电器动作且为误动，经过预设时间延时，使得所述重瓦斯继电 器返回动作前状态，并重置所述重瓦斯继电器动作值为0,将所述重置的重瓦斯继电器动 作值，以及所述区外故障状态下对应的第一工频变化量启动值、第二工频变化量启动值、第 一二次谐波闭锁值和第二二次谐波闭锁值输入到预设的逻辑运算公式中计算，输出低电平 信号控制重瓦斯出口不跳闸。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述区外故障状态下对应的第一工频变化 量启动值、第二工频变化量启动值、第一二次谐波闭锁值和第二二次谐波闭锁值均为0。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括： 当所述变压器的当前故障状态为所述励磁涌流状态且对应的所述重瓦斯继电器动作 值为1时，确定所述重瓦斯继电器动作且为误动，经过预设时间延时，使得所述重瓦斯继电 器返回动作前状态，并重置所述重瓦斯继电器动作值为〇,将所述重置的重瓦斯继电器动作 值，以及所述励磁涌流下对应的第一工频变化量启动值、第二工频变化量启动值、第一二次 谐波闭锁值和第二二次谐波闭锁值输入到所述预设的逻辑运算公式中计算，输出低电平信 号控制重瓦斯出口不跳闸。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述励磁涌流状态下对应的第一工频变化 量启动值和第一二次谐波闭锁值均为1 ;和/或 所述励磁涌流状态下对应的第二工频变化量启动值和第二二次谐波闭锁值均为1。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括： 当所述变压器的当前故障状态为所述区内故障状态时，保持所述重瓦斯继电器动作值 为1，并将所述重瓦斯继电器动作值，以及所述区内故障下对应的第一工频变化量启动值、 第二工频变化量启动值、第一二次谐波闭锁值和第二二次谐波闭锁值输入到所述预设的逻 辑运算公式中计算，输出高电平信号控制重瓦斯出口瞬时跳闸。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述区内故障下对应的第一工频变化量启 动值为1，所述第一二次谐波闭锁值为〇 ;和/或 所述区内故障状态下对应的第二工频变化量启动值为1，所述第二二次谐波闭锁值为 0〇
7. 如权利要求1或3或5所述的方法，其特征在于，所述预设的逻辑公式 M=[(al?两;其中，ai为第一工频变化量启动值，0为第一二次谐波闭锁 值进行取非运算，a2为第二工频变化量启动值，迈为第二二次谐波闭锁值进行取非运算， e为重瓦斯继电器动作值，*为与运算符，?为或运算符。
8. -种防止大穿越电流引起重瓦斯保护误动的系统，其特征在于，其在包括两个差动 保护装置和一个重瓦斯继电器的变压器上实现，所述系统包括： 采集及计算单元，用于通过所述两个差动保护装置实时采集所述变压器各侧电流并计 算，根据计算结果确定所述变压器的当前故障状态及其对应的第一工频变化量启动值、第 二工频变化量启动值、第一二次谐波闭锁值、第二二次谐波闭锁值和重瓦斯继电器动作值； 其中，所述故障状态包括区内故障状态、区外故障状态和励磁涌流状态；所述第一工频变化 量启动值、第二工频变化量启动值、第一二次谐波闭锁值、第二二次谐波闭锁值及重瓦斯继 电器动作值均包括1和〇 ; 区外故障状态防误动单元，用于当所述变压器的当前故障状态为所述区外故障状态且 对应的所述重瓦斯继电器动作值为1时，确定所述重瓦斯继电器动作且为误动，经过预设 时间延时，使得所述重瓦斯继电器返回动作前状态，并重置所述重瓦斯继电器动作值为〇， 将所述重置的重瓦斯继电器动作值，以及所述区外故障状态下对应的第一工频变化量启动 值、第二工频变化量启动值、第一二次谐波闭锁值和第二二次谐波闭锁值输入到预设的逻 辑运算公式中计算，输出低电平信号控制重瓦斯出口不跳闸。
9. 如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括： 励磁涌流状态防误动单元，用于当所述变压器的当前故障状态为所述励磁涌流状态且 对应的所述重瓦斯继电器动作值为1时，确定所述重瓦斯继电器动作且为误动，经过预设 时间延时，使得所述重瓦斯继电器返回动作前状态，并重置所述重瓦斯继电器动作值为〇， 将所述重置的重瓦斯继电器动作值，以及所述励磁涌流下对应的第一工频变化量启动值、 第二工频变化量启动值、第一二次谐波闭锁值和第二二次谐波闭锁值输入到预设的逻辑运 算公式中计算，输出低电平信号控制重瓦斯出口不跳闸。
10. 如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括： 区内故障跳闸单元，用于当所述变压器的当前故障状态为所述区内故障状态时，保持 所述重瓦斯继电器动作值为1，并将所述重瓦斯继电器动作值，以及所述区内故障下对应的 第一工频变化量启动值、第二工频变化量启动值、第一二次谐波闭锁值和第二二次谐波闭 锁值输入到所述预设的逻辑运算公式中计算，输出高电平信号控制重瓦斯出口瞬时跳闸。
【文档编号】H02H7/045GK104362591SQ201410598046
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】晋龙兴, 谷斌, 王世祥 申请人:深圳供电局有限公司