一种检测变压器间隔断路器合闸相位的方法

一种检测变压器间隔断路器合闸相位的方法
【专利摘要】本发明公开了一种检测变压器间隔断路器合闸相位的方法，当变压器间隔断路器第一相合闸成功时，该相上的电压有效值将明显增加。同时，由于变压器△绕组的影响，另外两相上也会出现电压，且电压瞬时值相等，约等于首合相电压的一半。如此可以准确判断出首合相相序，以及首合相合闸时刻。当断路器次合相合闸成功后，已经合闸的两相电压被系统电压钳制，同时受到△绕组的影响，变压器三相电压近似平衡。次合相电压与末合相电压不再相等。根据这一原理，可以准确判断出次合相的合闸时刻。本发明仅需要变压器间隔的电压录波数据，即可准确的判断出断路器三相的合闸相位，解决了现有技术无法用于高压变压器间隔断路器合闸相位检测的问题。
【专利说明】-种检测变压器间隔断路器合闸相位的方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力输送领域，尤其涉及一种检测方法，具体涉及一种测量一个电压 与一个电流之间的相位角或者电压之间或电流之间的相位角的方法。

【背景技术】
[0002] 电力系统中一旦出现空载变压器合闸操作时，变压器会向系统中注入励磁涌流。 分析表明，正常情况下变压器注入的励磁涌流可达额定电流的6?8倍。长期以来励磁涌流 对继电保护的影响受到了广泛的关注。然而，励磁涌流对系统的危害并不单纯地表现在对 机电保护的影响上。励磁涌流本身含有丰富的谐波分量，对电力系统的电能质量会造成严 重的污染。特别是在电网建设初期或者故障恢复期，电网本身就具有长线路、轻负荷的弱联 系特性，系统中的电感电容接近低次谐波的谐振区间。此时，励磁涌流的注入很可能会在电 网末端产生较大的谐波电压，从而导致系统末端电压的畸变率明显增加，甚至出现过电压。
[0003] 为了对电力系统中励磁涌流引发谐波电压畸变风险进行分析，必须首先分析变压 器励磁涌流的特点。由于励磁涌流的大小与变电站变压器间隔断路器的合闸相位紧密相 关，因此如何通过录波文件对变压器间隔断路器合闸相位进行检测成为了本领域中的一项 关键课题。
[0004] 中国专利申请CN 103344830A公开了一种新的合闸相位检测方法，一种新的合闸 相位检测方法。然而以上方法主要应用于继电保护测试仪检测【技术领域】，但考虑到高压变 压器间隔的特点，该方法并不适用。首先，当变电站变压器间隔进入热备用状态，变压器间 隔会由于断路器端口电容耦合而出现数kV的电压，利用过零点监测的方法，无法正确判断 合闸时刻。其次，变压器属于三相元件，由于三相断路器不可能同时合闸，当一相合闸时，另 外两相会由于A绕组的耦合产生电压，影响另两相合闸时刻的判断。


【发明内容】

[0005] 本发明的目的即在于克服现有技术的不足，提供一种利用电压录波数据检测变压 器间隔断路器合闸相位的方法。
[0006] 本发明的目的通过以下技术方案实现：
[0007] -种检测变压器间隔断路器合闸相位的方法，包括以下步骤"
[0008] 步骤A :获取变压器间隔的电压录波数据，根据电压录波数据将变压器间隔三相 电压的瞬时值分别记录为Ua (t)、Ub (t)和Uc (t);
[0009] 步骤B :当变压器处于热备用状态时，利用电压录波数据计算变压器间隔感应电 压的峰值uIV_pp ;
[0010] 其中：uIV_pp与tIV_ pp时刻uA瞬时值相等，即：
[0011] uIV_pp = \uA{tIV_pp)\-,
[0012] 时刻tIV_pp满足下述条件：

【权利要求】
1. 一种检测变压器间隔断路器合闸相位的方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤A :获取变压器间隔的电压录波数据，根据电压录波数据将变压器间隔三相电压 的瞬时值分别记录为UA (t)、Ub (t)和Uc (t); 步骤B :当变压器处于热备用状态时，利用电压录波数据计算变压器间隔感应电压的 峰值 UIV_pp ; 其中：UIV_pp与tIV_pp时刻U a瞬时值相等，即： uIV-PP - I UA (tiv-pp) I ; 时刻tIV-pp满足下述条件：
步骤C :根据uIV_pp设定电压阈值Uk ; 步骤D :记录电压录波数据中的时刻tAin。、tBin。和tCin。； 根据电压录波数据， ^Ainc ^ ^Binc 和 tan。分别满足 |uA(tAin。）I、|uB(tBin。）I、|u G(tGin。）I 首次 大于UK，即满足： 当 t〈tAinc 时，V|w 4(〇| < ,且当 t = tAinc 时 |uA(t) I > Uk ; 当 t〈tBinc 时，V|ws(〇| < t/足，且当 t = tBinc 时 I uB(t) I > Uk ; 当 t〈tCinc 时，V|w4(〇|<t/[,且当 t = tCinc 时 |uc(t) I > Uk ; 步骤 E :计算首合相的合闸时间 tfi,stc;1()se = min(tAin。, tBin。, tCin。）； 步骤F :判断首合相相序，具体方法如下： 在 t G (tfirstclQse，tfirstclQse+tus)内，右 - Mg(Y)I < At/，首合相即为 C 相；右 V|w4〇) - wc(/)| < At/ ,首合相即为 B 相；若V|wc0) -Mij(X)I < At/，首合相即为 A 相； 其中，tus表示断路器三相最小非同期时间，AU表示判断阈值； 步骤G :根据电压录波数据将变压器间隔三相中非首合相的电压瞬时值分别记录为 uusl (t)和 uUS2 (t); 记录电压录波数据中的时亥ljtsec;c;1()se，tsec;c;1()se 满足 |uusl(tsecxlQse)-uUS2(tsec;c;1()se) I 首次大于 AU，即满足：当 t G (tfirstelQse，tseeelQse)时， v| uUSi (0-Wm52(Z)I < At/ ,且当 t tsecclose 时 Uusi ⑴-Uus2 (t) I > A U ; 其中： tseCxl〇Se表不次合相的合闸时刻； 步骤H :计算A、B、C三相的合闸时刻tA。、tB。、tCc ; 当 A 为首合相时，tA。= tffcstc;1()se、tB。= t secclose、tec ^secclose ? 当 B 为首合相时，tB。= tfirstc;1()se、tAc = tsecclose、tec ^secclose ? 当 C 为首合相时，tc。= tfirstc;1()se、tBc = tsecclose、 ^Ac - t secclose ? 步骤I :根据电压录波数据，记录断路器合闸且电压稳定后uA(t)、uB(t)、uc(t)的过零 时刻 t;\z、tBZ、tcz ; k、tCz分力Uf两足： tAz>tsecclose+ A tz 且 I uA (tj I〈 A U ; tBz>tsecclose+ A tz 且 I uB (tBz) I〈 A U ; tCz>tseccl〇se+ A tz 且 I uc (tCz) I〈 A U ; 其中，A tz表示延时； 步骤J :利用以下公式分别计算断路器三相的合闸相位cK。、小&; 4>A = 36〇-mod((tAz_tAc)/0. 02*360, 360); 4>B = 36〇-mod((tBz_tBc)/0. 02*360, 360); 4>c = 36〇-mod((tCz_tCc)/0. 02*360, 360); 其中，mod (A，B)表示A与B做除法运算后的余数。
2. 根据权利要求1所述的一种检测变压器间隔断路器合闸相位的方法，其特征在于：所述步骤C中，所述电压阈值Uk = I. 5uIV_pp。
3. 根据权利要求1所述的一种检测变压器间隔断路器合闸相位的方法，其特征在于：所述步骤F中，所述tus = 500 ii s。
4. 根据权利要求1所述的一种检测变压器间隔断路器合闸相位的方法，其特征在于：所述步骤F中，所述AU = 0.0IUn，其中Un为额定电压。
5. 根据权利要求1所述的一种检测变压器间隔断路器合闸相位的方法，其特征在于：所述步骤I中，所述Atz为避免合闸瞬间电压扰动影响计算结果而引入的延时。
6. 根据权利要求5所述的一种检测变压器间隔断路器合闸相位的方法，其特征在于：所述 A tz = 0? 08s。
【文档编号】G01R25/00GK104360157SQ201410643768
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】滕予非, 丁理杰, 汤凡 申请人:国家电网公司, 国网四川省电力公司电力科学研究院