本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于負(fù)序功率方向的變壓器過(guò)流保護(hù)判據(jù)方法及裝置。

背景技術(shù)：

為反映變壓器外部短路故障引起的過(guò)電流以及作為縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備，變壓器應(yīng)裝設(shè)反映相間或接地短路故障的后備保護(hù)，帶延時(shí)跳開相應(yīng)的斷路器。為確保動(dòng)作選擇性的要求，在兩側(cè)或三側(cè)有電源的三繞組變壓器上配置復(fù)壓閉鎖的方向過(guò)流保護(hù)，作為變壓器和相鄰元件相間短路的后備保護(hù)。然而目前現(xiàn)有的方向過(guò)流保護(hù)在高壓側(cè)發(fā)生單相接地或低壓側(cè)發(fā)生兩相相間故障的時(shí)候，會(huì)存在中壓側(cè)方向元件誤開放而導(dǎo)致中壓側(cè)方向過(guò)流保護(hù)誤動(dòng)的情況。鑒于傳統(tǒng)復(fù)壓閉鎖的方向過(guò)流保護(hù)存在以上不足，有必要研究一種可以正確區(qū)分內(nèi)部故障和外部故障的方向過(guò)流保護(hù)判別方法及裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的：提供一種采用負(fù)序功率方向?yàn)橹髋袚?jù)，正序電壓極化量方向元件為輔助判據(jù)的過(guò)流方向元件判別方法，該判別方法在各種故障情況下，特別是在高壓側(cè)發(fā)生單相接地或低壓側(cè)發(fā)生兩相相間故障時(shí)，仍可以可靠的區(qū)分內(nèi)部故障和外部故障。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：理論分析表明，傳統(tǒng)方向過(guò)流元件在其它側(cè)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，可能會(huì)發(fā)生誤動(dòng)的現(xiàn)象，而在其他側(cè)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，可以利用中壓側(cè)電壓和電流計(jì)算出的負(fù)序功率來(lái)可靠的區(qū)分區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障。

本文提出了一種采用負(fù)序功率方向?yàn)橹髋袚?jù)，正序電壓極化量方向元件為輔助判據(jù)的過(guò)流方向元件判別方法。保護(hù)裝置測(cè)量變壓器中壓側(cè)的電壓和電流；分別計(jì)算負(fù)序功率值、故障相電流與正序極化電壓方向值，保護(hù)方向判別以負(fù)序功率方向?yàn)橹髋袚?jù)，以正序電壓為極化量的方向判據(jù)為輔助判據(jù)，當(dāng)保護(hù)方向元件開放，且故障相電流大于相電流定值門檻，保護(hù)經(jīng)設(shè)定的第一延時(shí)t1動(dòng)作于報(bào)警或跳閘。

本發(fā)明還提供一種基于負(fù)序功率方向的變壓器過(guò)流保護(hù)裝置，包括采樣模塊、計(jì)算模塊、判斷及動(dòng)作模塊，其中：

所述采樣模塊用于變壓器過(guò)流保護(hù)裝置對(duì)變壓器中壓側(cè)電壓和電流進(jìn)行采樣；

所述計(jì)算模塊用于根據(jù)采樣模塊的采樣數(shù)據(jù)，計(jì)算變壓器中壓側(cè)負(fù)序功率值、故障相電流與正序極化電壓方向值；

所述判斷及動(dòng)作模塊根據(jù)計(jì)算模塊的計(jì)算結(jié)果，保護(hù)方向判別以負(fù)序功率方向?yàn)橹髋袚?jù)，以正序電壓為極化量的方向判據(jù)為輔助判據(jù)，當(dāng)保護(hù)方向元件開放，且故障相電流大于相電流定值門檻，經(jīng)第一延時(shí)t1發(fā)出報(bào)警信號(hào)或跳閘信號(hào)同時(shí)輸出跳閘繼電器空接點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述判斷及動(dòng)作模塊中，如果滿足式(1)的判據(jù)，則判為負(fù)序功率正方向元件動(dòng)作，如果滿足式(2)的判據(jù)，則判為負(fù)序功率反方向元件動(dòng)作；

其中，為變壓器中壓側(cè)電壓負(fù)序分量幅值，為變壓器中壓側(cè)電流負(fù)序分量幅值，為變壓器中壓側(cè)負(fù)序電壓和負(fù)序電流夾角，pset為負(fù)序功率定值門檻。

進(jìn)一步地，所述判斷及動(dòng)作模塊中，如果滿足式(3)的判據(jù)，則判為正序電壓為極化量的方向元件動(dòng)作；

其中，為變壓器中壓側(cè)電壓正序電壓極化量，為變壓器中壓側(cè)故障相電流，為變壓器中壓側(cè)電壓正序電壓極化量與故障相電流的角度差，β為最大靈敏角。

進(jìn)一步地，所述判斷及動(dòng)作模塊中，保護(hù)方向判據(jù)由以下三條判據(jù)構(gòu)成：(a)、當(dāng)負(fù)序功率正方向元件動(dòng)作，過(guò)流保護(hù)方向元件開放；(b)、當(dāng)負(fù)序功率反方向元件動(dòng)作，過(guò)流保護(hù)方向元件閉鎖，且負(fù)序功率反方向元件返回時(shí)，經(jīng)第二延時(shí)t2進(jìn)行負(fù)序功率正方向動(dòng)作元件判別；(c)、當(dāng)負(fù)序功率正方向元件和反方向元件均不動(dòng)作時(shí)，過(guò)流保護(hù)方向元件由正序電壓為極化量的方向判據(jù)決定，正序電壓為極化量的方向元件動(dòng)作則過(guò)流保護(hù)方向元件開放，反之閉鎖。當(dāng)保護(hù)方向元件開放，且故障相電流大于相電流定值門檻，保護(hù)經(jīng)延時(shí)t1動(dòng)作于報(bào)警或跳閘。

進(jìn)一步地：第二延時(shí)t2可在0.1～5s范圍內(nèi)取值。

進(jìn)一步地：第一延時(shí)t1可在0.1～10s范圍內(nèi)取值。

本發(fā)明的有益效果是：提出了一種基于負(fù)序功率方向的變壓器過(guò)流保護(hù)判據(jù)方法及裝置，在各種故障情況下，特別是在高壓側(cè)發(fā)生單相接地或低壓側(cè)發(fā)生兩相相間故障時(shí)，仍可以可靠的區(qū)分內(nèi)部故障和外部故障。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明中方向過(guò)流元件邏輯框圖。

圖2是本發(fā)明提供裝置的裝置結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

保護(hù)裝置測(cè)量變壓器中壓側(cè)的電壓和電流；分別計(jì)算負(fù)序功率值、故障相電流與正序極化電壓方向值。

根據(jù)計(jì)算的結(jié)果對(duì)負(fù)序功率方向元件是否開放進(jìn)行判別，如果滿足式(1)的判據(jù)，則判為負(fù)序功率正方向元件動(dòng)作，如果滿足式(2)的判據(jù)，則判為負(fù)序功率反方向元件動(dòng)作；

其中，為變壓器中壓側(cè)電壓負(fù)序分量幅值，為變壓器中壓側(cè)電流負(fù)序分量幅值，為變壓器中壓側(cè)負(fù)序電壓和負(fù)序電流夾角，pset為負(fù)序功率定值門檻，負(fù)序功率定值門檻通常在0～0.1倍的額定功率范圍內(nèi)取值。

根據(jù)計(jì)算的結(jié)果對(duì)正序電壓為極化量的方向元件是否開放進(jìn)行判別，如果滿足式(3)的判據(jù)，則判為正序電壓為極化量的方向元件動(dòng)作；

其中，為變壓器中壓側(cè)電壓正序電壓極化量，為變壓器中壓側(cè)故障相電流，為變壓器中壓側(cè)電壓正序電壓極化量與故障相電流的角度差，β為最大靈敏角，當(dāng)方向元件指向變壓器側(cè)時(shí)，最大靈敏角β通常整定為225deg，當(dāng)方向元件指向系統(tǒng)側(cè)時(shí)，最大靈敏角β通常整定為45deg，deg表示角度的單位，度。

根據(jù)負(fù)序功率方向元件和正序電壓為極化量的方向元件的判別結(jié)果，按照?qǐng)D1中的邏輯，實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)方向元件的判別，具體判據(jù)由以下三條判據(jù)構(gòu)成：(a)、當(dāng)負(fù)序功率正方向元件動(dòng)作，過(guò)流保護(hù)方向元件開放；(b)、當(dāng)負(fù)序功率反方向元件動(dòng)作，過(guò)流保護(hù)方向元件閉鎖，且負(fù)序功率反方向元件返回時(shí)，延時(shí)t2進(jìn)行負(fù)序功率正方向動(dòng)作元件判別；(c)、當(dāng)負(fù)序功率正方向元件和反方向元件均不動(dòng)作時(shí)，過(guò)流保護(hù)方向元件由正序電壓為極化量的方向判據(jù)決定，正序電壓為極化量的方向元件動(dòng)作則過(guò)流保護(hù)方向元件開放，反之閉鎖。

負(fù)序功率反方向元件返回時(shí)，延時(shí)t2進(jìn)行負(fù)序功率正方向動(dòng)作元件判別，延時(shí)t2定值一般在0.1～5s范圍內(nèi)取值。

當(dāng)保護(hù)方向元件開放，且故障相電流大于相電流定值門檻，保護(hù)經(jīng)延時(shí)t1動(dòng)作于報(bào)警或跳閘，延時(shí)t1定值一般在0.1～10s范圍內(nèi)取值。

另外，本發(fā)明還提供一種基于負(fù)序功率方向的變壓器過(guò)流保護(hù)裝置，如圖2所示，包括采樣模塊、計(jì)算模塊、判斷及動(dòng)作模塊，其中：

所述采樣模塊用于變壓器過(guò)流保護(hù)裝置對(duì)變壓器中壓側(cè)電壓和電流進(jìn)行采樣；

所述計(jì)算模塊用于根據(jù)采樣模塊的采樣數(shù)據(jù)，計(jì)算變壓器中壓側(cè)負(fù)序功率值、故障相電流與正序極化電壓方向值；

所述判斷及動(dòng)作模塊根據(jù)計(jì)算模塊的計(jì)算結(jié)果，保護(hù)方向判別以負(fù)序功率方向?yàn)橹髋袚?jù)，以正序電壓為極化量的方向判據(jù)為輔助判據(jù)，當(dāng)保護(hù)方向元件開放，且故障相電流大于相電流定值門檻，經(jīng)延時(shí)t1發(fā)出報(bào)警信號(hào)或跳閘信號(hào)及輸出跳閘繼電器空接點(diǎn)。

以上實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。