一种基于差流多维信息判别的变压器差动保护方法及系统与流程

1.本发明属于电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种基于差流多维信息判别的变压器差动保护方法及系统。


背景技术：

2.随着新能源储能发电规模不断扩大，变压器作为连接新能源电网与负荷之间的关键设备的作用变得越来越重要，承载着输送新能源电能的使命。在100％新能源电网系统背景下发生系统故障时，在新能源发电设备控制策略及变流器的限流作用等因素的影响下，故障电流幅值较小、故障电流中的工频分量含量比较少，导致变压器差动保护的灵敏度下降导致动作可靠性无法保障，威胁新能源电力系统的安全稳定。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种基于差流多维信息判别的变压器差动保护方法及系统，用以解决变压器差动保护的灵敏度下降导致动作可靠性无法保证的问题。
4.为解决上述技术问题，本发明所包括的技术方案以及技术方案对应的有益效果如下：
5.本发明提供了一种基于差流多维信息判别的变压器差动保护方法的技术方案，变压器发生区内故障时，计算故障相工频制动电流有效值以及模值和制动电流有效值，并与第一预设门槛值进行比较；当所述工频制动电流有效值、模值和制动电流有效值中的任一项大于第一预设门槛值时，则进行工频差动继电器的差动保护动作判别，满足工频差动继电器动作条件后开放差动保护；否则，工频差动继电器以及模值和差动继电器同时进行差动保护动作判别，满足工频差动继电器与模值和差动继电器任一动作条件后开放差动保护。
6.上述技术方案的有益效果为：有效解决了100％新能源发电场景下变压器发生区内故障时，新能源及储能设备控制策略和变流器限流作用带来的故障电流幅值小且工频分量难提取等因素，导致的变压器差动保护灵敏度下降的问题，提高了差动保护的性能。同时也适用于高电压等级的联络和降压变压器设备的差动保护。该方法原理简单，工程适用范围广。
7.当所述工频制动电流有效值以及模值和制动电流有效值中的任一值大于第一预设门槛值时，仅进行工频差动继电器进行差动保护动作判别，此时的判别条件比较严格，满足工频差动继电器动作条件后开放差动保护；当所述工频制动电流有效值以及模值和制动电流有效值中的任一值不大于第一预设门槛值时，则进行工频差动继电器与模值和差动继电器同时进行差动保护动作判别，满足工频差动继电器与模值和差动继电器任一动作条件后，满足条件的差动继电器开放差动保护。
8.进一步的，变压器发生区内故障的判断方法为：计算差动电流a、b、c三相中各相工频差动电流有效值以及模值和差动电流有效值，并判断各相任一差动电流有效值是否大于
启动电流设定门槛，当任一相差动电流有效值大于启动电流设定门槛时，则变压器发生区内故障，且该相为故障相。
9.进一步的，所述工频差动电流有效值与工频制动电流有效值是通过全周傅里叶算法计算得到的；
10.进一步的，所述模值和差动电流有效值以及模值和制动电流有效值是通过对每一周波采样点的电流值进行求绝对值和的平均值计算得到的。
11.通过上述算法计算得到的工频电流有效值与模值和电流有效值作为后续差动保护动作的判据，提高了差动保护动作的灵敏度，提高了差动保护的性能。
12.本发明还提供了一种基于差流多维信息判别的变压器差动保护系统的技术方案，包括处理器，所述处理器用于判断变压器发生区内故障时，计算故障相工频制动电流有效值以及模值和制动电流有效值，并与第一预设门槛值进行比较；当所述工频制动电流有效值、模值和制动电流有效值中的任一项大于第一预设门槛值时，则进行工频差动继电器的差动保护动作判别，满足工频差动继电器动作条件后开放差动保护；否则，工频差动继电器以及模值和差动继电器同时进行差动保护动作判别，满足工频差动继电器与模值和差动继电器任一动作条件后开放差动保护。
13.上述技术方案的有益效果为：有效解决了100％新能源发电场景下变压器发生区内故障时，新能源及储能设备控制策略和变流器限流作用带来的故障电流幅值小且工频分量难提取等因素，导致的变压器差动保护灵敏度下降的问题，提高了差动保护的性能。同时也适用于高电压等级的联络和降压变压器设备的差动保护。该方法原理简单，工程适用范围广。
14.当所述工频制动电流有效值以及模值和制动电流有效值中的任一值大于第一预设门槛值时，仅进行工频差动继电器进行差动保护动作判别，此时的判别条件比较严格，满足工频差动继电器动作条件后开放差动保护；当所述工频制动电流有效值以及模值和制动电流有效值中的任一值不大于第一预设门槛值时，则进行工频差动继电器与模值和差动继电器同时进行差动保护动作判别，满足工频差动继电器与模值和差动继电器任一动作条件后，满足条件的差动继电器开放差动保护。
15.进一步的，变压器发生区内故障的判断方法为：计算差动电流a、b、c三相中各相工频差动电流有效值以及模值和差动电流有效值，并判断各相任一差动电流有效值是否大于启动电流设定门槛，当任一相差动电流有效值大于启动电流设定门槛时，则变压器发生区内故障，且该相为故障相。
16.进一步的，所述工频差动电流有效值与工频制动电流有效值是通过全周傅里叶算法计算得到的。
17.进一步的，所述模值和差动电流有效值以及模值和制动电流有效值是通过对每一周波采样点的电流值进行求绝对值和的平均值计算得到的。
18.通过上述算法计算得到的工频电流有效值与模值和电流有效值作为后续差动保护动作的判据，提高了差动保护动作的灵敏度，提高了差动保护的性能。
附图说明
19.图1是本发明的基于差流多维信息判别的变压器差动保护方法流程图。
具体实施方式
20.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
21.本发明的基本构思为：为提升100％新能源发电场景下变压器发生故障时，差动保护动作的灵敏度，本发明采用工频算法与模值和算法分别计算出变压器差动电流与制动电流的幅值，依据制动电流幅值大小进行区间划分，若工频制动电流与模值制动电流均大于设定阈值时，仅判别工频算法差动继电器动作结果；否则，两者或逻辑判别工频差动继电器与模值算法差动继电器的动作结果。所提差动保护新方法可以有效应对100％新能源电网背景下，变压器故障电流幅值小且工频分量难提取，导致的差动保护灵敏度不足的问题。
22.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
23.方法实施例：
24.如图1所示，本发明的具体实施步骤如下：
25.(1)分别计算a、b、c三相中各相的工频差动电流有效值与模值和差动电流有效值判断各相任一差动电流有效值是否大于启动电流设定门槛
op
；其中，模值和算法为对每一周波采样点进行求绝对值和的平均值，工频算法为全周傅里叶算法。
26.(2)当任一相差动电流有效值大于启动电流设定门槛
op
时，分别计算并比较工频制动电流有效值与模值和制动电流有效值与第一预设门槛值
rest
的大小。
27.(3)若步骤(2)满足时，仅投入工频差动继电器进行差动保护动作判别，若满足工频差动继电器动作条件，开放差动保护出口；否则，闭锁差动保护出口。
28.4)若步骤(2)满足时，投入工频差动继电器和模值和差动继电器一起进行差动保护动作判别，若工频差动继电器和模值和差动继电器任一动作条件满足，开放差动保护出口；否则，闭锁差动保护出口。
29.系统实施例：
30.本发明的一种基于差流多维信息判别的变压器差动保护系统，该系统的实施方法已经在基于差流多维信息判别的变压器差动保护方法实施例中介绍的足够清楚，此处不再赘述。
31.以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。