一种发电调相机组主变压器差动保护方法和装置与流程

本发明属于电力系统继电保护，具体涉及一种发电调相机组主变压器差动保护方法和装置。

背景技术：

1、随着能源结构的调整与可再生能源的大规模发展，煤电机组生存空间将持续被压缩，供给侧改革任务艰巨，一大批发电机组面临退役或空置。发电机组利用旧改造增加调相功能后，兼具发电机和调相机双重属性，可根据电网需求灵活切换调相和发电两种工作模式，充分发挥高负荷时期有功支撑和低负荷时期无功支撑综合效能，可有效提高系统调节性能和调节能力，实现与新能源协同发展，不仅保障吸纳外电水平，促进清洁能源消纳，减少碳排放，也盘活了应急备用发电机组闲置设备，节约社会用电成本，促进了传统发电机组的优化升级，为能源清洁低碳转型提供有力保障。

2、发电机组利旧改造增加调相功能后，一次设备增加了sfc(static frequencyconverter，静止变频器)和输入回路、高厂变高压侧高压隔离开关，且发电工况和调相工况机组参数不一致，因此，发电调相机组主变压器保护与常规机组主变压器差动保护差异很大。现有技术将发电机组利旧改造增加调相功能后，机组兼具发电和调相双重运行方式，主变压器差动保护只设置一套定值，在调相机sfc启动期间采用抬高定值或闭锁保护的方式躲过sfc启动对保护的影响，对于调相工况，高厂变退出运行时，不考虑高厂变高压侧电流的影响，主变差动保护范围保持不变。但是，主变压器差动保护只有一套定值，最小动作电流按躲过调相机sfc启动电流整定，则需要抬高最小动作电流定值，影响主变压器差动保护正常运行时的灵敏性；调相机在sfc启动期间采用闭锁保护的方式，则在启动期间，主变压器缺少快速动作的主保护，失去主变压器差动保护的快速性；而且调相机运行工况，高厂变退出运行时，不考虑高厂变高压侧电流的影响，主变差动保护范围保持不变，高厂变试验检修时产生的高厂变高压侧电流可能导致主变差动保护误动，影响主变压器差动保护的可靠性、选择性。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明提供一种发电调相机组主变压器差动保护方法和装置。

2、一种发电调相机组主变压器差动保护方法，包括如下步骤：

3、s1：设置发电工况定值区、调相工况定值区，采集监控系统发电工况信号、调相工况信号以及运行方式把手状态信号，进行发电、调相工况确认；

4、采集sfc刀闸合位辅助接点信号以及断路器合位辅助接点信号，进行调相启动工况确认；

5、s2：根据所述工况确认结果，发电工况时，主变压器差动保护定值采用发电工况定值区定值；

6、调相工况时，主变压器差动保护定值采用调相工况定值区定值；

7、调相机sfc启动期间，主变压器差动保护最小动作电流采用动态调整浮动定值；

8、s3：根据所述工况确认结果，发电工况，主变压器差动保护范围包括主变压器高压侧、发电调相机机端、高厂变高压侧；

9、调相工况，高厂变退出运行，主变压器差动保护范围包括主变压器高压侧、发电调相机机端；

10、s4：利用主变压器差动保护的定值和保护范围，按主变压器差动保护动作方程进行计算，判定主变压器差动保护是否动作。

11、优选地，步骤s1中所述工况确认基于双位置校验判别逻辑，进行运行工况唯一状态的判定，所述双位置校验判别逻辑为：监控系统发电工况信号和运行方式把手发电状态信号都为“1”时，确认为发电工况；监控系统调相工况信号和运行方式把手调相状态信号都为“1”时，确认为调相工况；其他状态视为错误逻辑，闭锁所有保护，给出工况信号不一致告警信号；调相工况时，sfc刀闸合位辅助接点信号为“1”且断路器合位辅助接点信号“0”，确认为调相机sfc启动工况。

12、优选地，步骤s1中所述发电工况定值区包括1、3、5、7定值区，调相工况定值区包括2、4、6、8定值区。

13、优选地，步骤s2中根据所述工况确认结果，发电工况时，主变压器差动保护定值采用发电工况定值区定值；

14、调相工况时，主变压器差动保护定值采用调相工况定值区定值；

15、调相机sfc启动期间，主变压器差动保护最小动作电流采用动态调整浮动定值，包括：

16、发电工况主变压器差动保护最小动作电流整定值iop.0存储于1、3、5、7定值区；调相工况主变压器差动保护最小动作电流整定值iop.0存储于2、4、6、8定值区，调相机sfc启动期间，主变压器差动保护最小动作电流整定值iop.0自动增加浮动定值ifloat。

17、优选地，步骤s3中所述主变压器差动保护范围，包括：

18、发电工况，高厂变高压侧隔离开关闭合，主变压器差动保护范围包括主变压器高压侧、发电调相机机端、高厂变高压侧，主变压器差动保护采集电流包括主变压器高压侧电流发电调相机机端电流高厂变高压侧电流

19、调相工况，高厂变高压侧隔离开关断开，高厂变退出运行，主变压器差动保护范围包括主变压器高压侧、发电调相机机端，主变压器差动保护采集电流包括主变压器高压侧电流发电调相机机端电流

20、优选地，步骤s4中所述利用主变压器差动保护的定值和保护范围，按主变压器差动保护动作方程进行计算，判定主变压器差动保护是否动作，包括：

21、所述主变压器差动保护动作方程为：

22、

23、式中，iop为差动电流，iop.0为差动保护最小动作电流整定值，ires为制动电流，ires.0为最小制动电流整定值，s为比率制动系数整定值，各侧电流的方向都以指向变压器为正方向；

24、主变压器比率差动保护按上述动作方程进行计算，当计算结果满足上述动作方程时，判定主变压器差动保护动作，当计算结果不满足上述动作方程时，判定主变压器差动保护不动作。

25、优选地，所述发电工况差动电流和制动电流分别为：

26、

27、式中：分别为主变压器高压侧、发电调相机机端、高厂变高压侧电流；iop表示差动电流，ires表示制动电流；

28、所述调相工况差动电流和制动电流分别为：

29、

30、式中：分别为主变压器高压侧、发电调相机机端电流；iop表示差动电流，ires表示制动电流。

31、一种发电调相机组主变压器差动保护装置，包括：

32、工况确认模块，设置发电工况定值区、调相工况定值区，采集监控系统发电工况信号、调相工况信号以及运行方式把手状态信号，进行发电、调相工况确认；

33、采集sfc刀闸合位辅助接点信号以及断路器合位辅助接点信号，进行调相启动工况确认；

34、定值确定模块，根据所述工况确认结果，发电工况时，主变压器差动保护定值采用发电工况定值区定值；

35、调相工况时，主变压器差动保护定值采用调相工况定值区定值；

36、调相机sfc启动期间，主变压器差动保护最小动作电流采用动态调整浮动定值；

37、保护范围确定模块，根据所述工况确认结果，发电工况，主变压器差动保护范围包括主变压器高压侧、发电调相机机端、高厂变高压侧；

38、调相工况，高厂变退出运行，主变压器差动保护范围包括主变压器高压侧、发电调相机机端；

39、判别模块，利用主变压器差动保护的定值和保护范围，按主变压器差动保护动作方程进行计算，判定主变压器差动保护是否动作。

40、优选地，所述工况确认基于双位置校验判别逻辑，进行运行工况唯一状态的判定，所述双位置校验判别逻辑为：监控系统发电工况信号和运行方式把手发电状态信号都为“1”时，确认为发电工况；监控系统调相工况信号和运行方式把手调相状态信号都为“1”时，确认为调相工况；其他状态视为错误逻辑，闭锁所有保护，给出工况信号不一致告警信号；调相工况时，sfc刀闸合位辅助接点信号为“1”且断路器合位辅助接点信号“0”，确认为调相机sfc启动工况。

41、优选地，所述发电工况定值区包括1、3、5、7定值区，调相工况定值区包括2、4、6、8定值区。

42、本发明的积极有益效果：

43、本发明提出一种发电调相机组主变压器差动保护方法和装置，采集监控系统发电工况信号、调相工况信号以及运行方式把手状态信号，进行发电、调相工况确认，采集sfc刀闸合位辅助接点信号以及断路器合位辅助接点信号，进行调相启动工况确认；发电工况，主变压器差动保护定值采用发电工况定值区定值，调相工况，主变压器差动保护定值采用调相工况定值区定值；调相机sfc启动期间，主变压器差动保护最小动作电流采用动态调整浮动定值；发电工况，主变压器差动保护范围包括主变压器高压侧、发电调相机机端、高厂变高压侧，调相工况，高厂变退出运行，主变压器差动保护范围包括主变压器高压侧、发电调相机机端；利用主变压器差动保护的定值和保护范围，按主变压器差动保护动作方程进行计算，根据计算结果判定主变压器差动保护是否动作。本发明在调相机运行工况时，不仅考虑启动至并网过程中，sfc输入电流对主变压器差动保护的影响，还考虑高厂变退出运行对主变压器差动保护的影响，实现发电调相机组主变压器差动保护定值区切换、最小动作电流定值浮动变化、保护范围自动切换，提高主变压器差动保护的可靠性、灵敏性、速动性、选择性，满足发电机组利用旧改造增加调相功能后的运行需求。