变压器剩磁计算方法、装置及计算机程序与流程

本发明属于电力设备保护，应用于变压器励磁涌流抑制，具体涉及变压器剩磁计算方法、装置及计算机程序。

背景技术：

1、空载变压器随机合闸过程中会产生高于额定电流数倍的励磁涌流，此电磁暂态现象将危害电力系统的安全稳定运行，选相投切技术根据分闸后的剩磁值，选择最佳合闸相位投入变压器，使得磁通不发生突变，能从根本上抑制励磁涌流。

2、现有的剩磁估算方法中普遍应用的是电压积分法，电压积分法的准确性依赖于积分区间的准确选取，现有基于电压积分法的剩磁计算方法都是以分闸前电压波形的峰值处作为积分起点，例如cn111929626a公开一种变压器剩磁估算装置及方法，以三相电压有效值小于设定值的时刻为上限；积分下限与上限就是积分的起点与终点，利用梯形积分法对电压进行积分计算获取磁通，该方法中以分闸前电压波形的峰值处作为积分起点，积分的终点是电压有效值小于设定值的时刻，计算磁通的前提是必须找到分闸前电压峰值点，而且积分的终点依赖于设定值的大小，设定值过大或者过小都可能导致积分终点不准确，导致磁通计算出现偏差，影响计算结果的准确性。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种简单、准确的变压器剩磁计算方法，可精确定位电压积分区间，排除磁通偏差值影响，提高剩磁测算精度，有利于提高计算断路器分闸角的精度，对抑制主变励磁涌流产生积极影响。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种变压器剩磁计算方法，包括：

4、实时监测变压器外部输入的分闸启动开入信号，记录分闸启动开入信号由低电平变为高电平的时刻为第一时刻；

5、记录分闸后电压到达电压稳定点的时刻为第二时刻；

6、取第一时刻的前n个完整周波利用电压积分计算第一磁通值，之后以所述第一时刻为积分下限，第二时刻为积分上限，计算电压稳定点对应的第二磁通值；

7、计算所述第二磁通值和所述第一磁通值的差值，即所述剩磁。

8、作为一种优选的实施方式，所述三相电压实时值及用于计算电压积分的三相电压值来源于主变压器低压侧的三相电压采样值；所述低压侧的电压互感器为电磁式电压互感器。

9、作为一种优选的实施方式，所述分闸的时刻基于三相电压的实时值确定，当三相电压实时值均小于预设阈值时，判定断路器分闸。由于电压有效值是基于实时值计算，因此利用电压有效值判定分闸存在延时，利用实时值不存在延时问题，且降低了程序的计算量。

10、作为一种优选的实施方式，所述预设阈值为分闸后的三相电压采样值的零漂值的最大值。

11、作为一种优选的实施方式，利用最小二乘法将分闸前的半波峰值点进行拟合，确定分闸后电压稳定点。

12、作为一种优选的实施方式，所述n取值为1-3。

13、本发明的第二目的在于提供一种变压器剩磁计算装置，包括：

14、电压采集及缓存模块，实时采集主变压器低压侧的三相电压值采样数据，并存入缓存；

15、开入量监视模块，实时监测变压器外部输入的分闸启动开入信号的高低平变化；

16、电压积分区间计算模块，用于确定电压积分的起点和终点，包括：记录分闸启动开入信号由低电平变为高电平的时刻为第一时刻；记录分闸后电压到达电压稳定点的时刻为第二时刻；

17、变压器磁通计算模块，根据缓存的三相电压采样值数据，分别计算三相分闸后的铁芯剩磁，包括：取第一时刻的前n个完整周波利用电压积分计算第一磁通值，之后以所述第一时刻为积分下限，第二时刻为积分上限，计算电压稳定点对应的第二磁通值；计算所述第二磁通值和所述第一磁通值的差值，即所述剩磁。

18、作为一种优选的实施方式，缓存的三相电压采样值数据时间窗口为t秒；所述t满足：覆盖分闸后变压器电压下降过程所需时间。

19、本发明的第三目的在于提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。

20、本发明的第四目的在于提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。

21、本发明具有如下有益效果：

22、（1）本发明不需要寻找电压峰值处作为积分起点，而是将分闸启动开入变位（低电平转高电平）时刻作为起点，在实现上更简单；且本发明并利用一次积分计算起点前已存在的磁通（本申请定义为磁通偏置量），利用两次积分的差值计算剩磁，消除磁通偏置量的影响，使计算结果更接近真实值；

23、（2）本发明以电压稳定点对应的时刻作为第二次积分的积分终点（上限），相比利用设定值确定的积分终点，计算的剩磁也更为精确。

24、（3）本发明的方案可实现变压器分闸后精确的剩磁大小与极性计算，从而计算出更为精确的分闸角度，能够最大程度的限制空投变压器时励磁涌流的大小。

技术特征：

1.一种变压器剩磁计算方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三相电压实时值及用于计算电压积分的三相电压值来源于主变压器低压侧的三相电压采样值；所述低压侧的电压互感器为电磁式电压互感器。

3.根据权利要求1所述的方法，所述分闸的时刻基于三相电压的实时值确定，当三相电压实时值均小于预设阈值时，判定断路器分闸。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设阈值为分闸后的三相电压采样值的零漂值的最大值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用最小二乘法将分闸前的半波峰值点进行拟合，确定分闸后电压稳定点。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述n取值为1-3。

7.一种变压器剩磁计算装置，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，缓存的三相电压采样值数据时间窗口为t秒；所述t满足：覆盖分闸后变压器电压下降过程所需时间。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1~6任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1~6任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明公开变压器剩磁计算方法、装置及计算机程序，实时监测变压器外部输入的分闸启动开入信号，记录分闸启动开入信号由低电平变为高电平的时刻为第一时刻；记录分闸后电压到达电压稳定点的时刻为第二时刻；取第一时刻的前n个完整周波利用电压积分计算第一磁通值，之后以所述第一时刻为积分下限，第二时刻为积分上限，计算电压稳定点对应的第二磁通值；计算所述第二磁通值和所述第一磁通值的差值，即所述剩磁。本发明的方案可提高变压器分闸后铁芯剩磁的计算精度，对于后续的变压器励磁涌流抑制有积极的影响。

技术研发人员：秦云刚,丁锦延,李杰,丁宁,周卓,孟鑫,刘兴,李华奎
受保护的技术使用者：江苏金智科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/20