一種分布式變壓器差動(dòng)保護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分布式變壓器差動(dòng)保護(hù)方法，采用分布式變壓器保護(hù)裝置模擬量及開關(guān)量采用分散采集的方式，變壓器后備保護(hù)分側(cè)獨(dú)立，差動(dòng)保護(hù)由單獨(dú)的綜合保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)，并根據(jù)調(diào)壓開關(guān)的實(shí)際檔位自動(dòng)調(diào)整差動(dòng)保護(hù)平衡系數(shù)，綜合保護(hù)裝置將各側(cè)同步后的采樣值和調(diào)整后的平衡系數(shù)進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)計(jì)算和邏輯判別，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作后發(fā)送到各側(cè)保護(hù)裝置并跳閘。根據(jù)調(diào)壓開關(guān)的實(shí)際檔位調(diào)整差動(dòng)保護(hù)的平衡系數(shù)后可消除檔位調(diào)節(jié)引起的不平衡電流，提高主變差動(dòng)保護(hù)的靈敏度。該方法簡(jiǎn)單實(shí)用，造價(jià)低，適宜于就地化安裝的變壓器保護(hù)。
【專利說明】一種分布式變壓器差動(dòng)保護(hù)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種分布式變壓器差動(dòng)保護(hù)方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 未來智能變電站的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)為緊湊型及設(shè)備整合化，特別是城區(qū)內(nèi)部新建變電 站由于土地資源緊張，將保護(hù)設(shè)備下放到就地開關(guān)柜，與一次設(shè)備整合安裝，取消站內(nèi)二次 保護(hù)屏柜，減小占地面積具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。由于變壓器保護(hù)由于跨間隔和電壓等級(jí)的 特點(diǎn)，變壓器保護(hù)一直以來采用集中式組屏安裝，成為變電站內(nèi)完全取消二次保護(hù)屏柜的 最后一道障礙。已有的變壓器保護(hù)就地化配置方案中變壓器各側(cè)采用電子式互感器，差動(dòng) 保護(hù)從各電壓等級(jí)的SV網(wǎng)絡(luò)上獲取。但在低電壓等級(jí)的變電站中，由于電子式互感器無明 顯絕緣優(yōu)勢(shì)，一般選取常規(guī)電流互感器，變壓器保護(hù)裝置宜采用直接模擬量采集方式。
[0003] 另外，現(xiàn)在的變壓器在進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)時(shí)，沒有考慮到主變調(diào)壓控制器的調(diào)壓開關(guān) 位置變化所引起的不平衡電流，降低了主變差動(dòng)保護(hù)的靈敏度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種分布式變壓器差動(dòng)保護(hù)方法，以解決變壓器調(diào)壓開關(guān)位 置變化造成主變差動(dòng)保護(hù)的靈敏度降低的問題。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種分布式變壓器差動(dòng)保護(hù)方 法，包括如下步驟：
[0006] (1)在變壓器高、中、低壓三側(cè)分別配置一個(gè)保護(hù)裝置，并配置一個(gè)與三側(cè)保護(hù)裝 置均連接的綜合保護(hù)裝置，各個(gè)保護(hù)裝置之間兩兩互聯(lián)；高、中、低壓側(cè)保護(hù)裝置用于獨(dú)立 完成本側(cè)模擬量及開關(guān)量的采集和本側(cè)后備保護(hù)功能，綜合保護(hù)裝置用于完成主變差動(dòng)保 護(hù)功能；
[0007] (2)綜合保護(hù)裝置產(chǎn)生模擬量同步采樣脈沖，高、中、低壓側(cè)保護(hù)裝置以綜合保護(hù) 裝置為時(shí)鐘源對(duì)時(shí)，并據(jù)此生成模擬量同步采樣脈沖；
[0008] (3)綜合保護(hù)裝置根據(jù)主變調(diào)壓控制器調(diào)壓開關(guān)的實(shí)際檔位X自動(dòng)調(diào)整差動(dòng)保護(hù) 高壓側(cè)的平衡系數(shù)K h，其它側(cè)的平衡系數(shù)不變；
[0009] (4)綜合保護(hù)裝置將已同步的各側(cè)采樣值和調(diào)整后的高壓側(cè)平衡系數(shù)Kh進(jìn)行差 動(dòng)保護(hù)計(jì)算和邏輯判別；
[0010] (5)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作后，綜合保護(hù)裝置將跳閘命令發(fā)送到高、中、低壓側(cè)保護(hù)裝置， 高、中、低壓側(cè)保護(hù)裝置接收到跳閘命令后跳開本側(cè)開關(guān)。
[0011] 所述步驟（3)中差動(dòng)保護(hù)高壓側(cè)的平衡系數(shù)Kh的計(jì)算公式如下：
[0012] Kh = (X-M)*AU+1，1 彡 X 彡 N
[0013] 其中，X為調(diào)壓開關(guān)的實(shí)際檔位；
[0014] N為變壓器的最大檔位數(shù)；
[0015] M為中間檔位數(shù)；
[0016] AU為每檔調(diào)壓百分?jǐn)?shù)。
[0017] 調(diào)壓開關(guān)的實(shí)際檔位X的計(jì)算過程如下：
[0018] i、將主變調(diào)壓控制器的調(diào)壓開關(guān)位置經(jīng)B⑶碼制轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成檔位B⑶1?B⑶6 共6路開出；
[0019] ii、將檔位B⑶1?B⑶6的6路開出對(duì)應(yīng)接入綜合保護(hù)裝置對(duì)應(yīng)的開入，綜合保護(hù) 裝置根據(jù)6路開入的狀態(tài)計(jì)算出調(diào)壓開關(guān)的實(shí)際檔位X。
[0020] 在進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)時(shí)，高、中、低壓側(cè)的后備保護(hù)動(dòng)作后可直接跳本側(cè)開關(guān)，跳其它 側(cè)時(shí)將跳閘命令發(fā)送到其它側(cè)保護(hù)裝置，其它側(cè)保護(hù)裝置接收到跳閘命令后跳開本側(cè)開 關(guān)。
[0021] 所述步驟（2)中，綜合保護(hù)裝置采用FPGA產(chǎn)生模擬量同步采樣脈沖，并利用 IEEE1588時(shí)間同步協(xié)議實(shí)現(xiàn)各側(cè)保護(hù)裝置模擬量的同步采集。
[0022] 各側(cè)保護(hù)裝置將模擬量采樣值以IEC61850-9-2規(guī)約傳輸?shù)骄C合保護(hù)裝置，不依 賴外部對(duì)時(shí)信號(hào)。
[0023] 各側(cè)保護(hù)裝置分散安裝在對(duì)應(yīng)側(cè)開關(guān)柜上；綜合保護(hù)裝置就地安裝在主變本體智 能組件柜上。
[0024] 所述跳閘命令以GOOSE方式發(fā)送到對(duì)應(yīng)側(cè)保護(hù)裝置。
[0025] 本發(fā)明的分布式變壓器差動(dòng)保護(hù)方法采用分布式變壓器保護(hù)裝置模擬量及開關(guān) 量采用分散采集的方式，變壓器后備保護(hù)分側(cè)獨(dú)立，差動(dòng)保護(hù)由單獨(dú)的綜合保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)， 并根據(jù)調(diào)壓開關(guān)的實(shí)際檔位自動(dòng)調(diào)整差動(dòng)保護(hù)平衡系數(shù)，綜合保護(hù)裝置將各側(cè)同步后的采 樣值和調(diào)整后的平衡系數(shù)進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)計(jì)算和邏輯判別，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作后發(fā)送到各側(cè)保護(hù) 裝置并跳閘。根據(jù)調(diào)壓開關(guān)的實(shí)際檔位調(diào)整差動(dòng)保護(hù)的平衡系數(shù)后可消除檔位調(diào)節(jié)引起的 不平衡電流，提高主變差動(dòng)保護(hù)的靈敏度。該方法簡(jiǎn)單實(shí)用，造價(jià)低，適宜于就地化安裝的 變壓器保護(hù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1是分布式變壓器保護(hù)裝置配置圖；
[0027] 圖2是分布式保護(hù)裝置之間光纖連接示意圖；
[0028] 圖3是平衡系數(shù)調(diào)整前后主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性比較圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖及具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步介紹。
[0030] 如圖1所示為本發(fā)明分布式變壓器保護(hù)裝置配置圖，以三圈變壓器為例，該變壓 器包括高壓側(cè)、中壓側(cè)和低壓側(cè)，各側(cè)均對(duì)應(yīng)設(shè)有一個(gè)保護(hù)裝置；各側(cè)保護(hù)裝置還與一綜合 保護(hù)裝置相連接，各個(gè)保護(hù)裝置之間兩兩互聯(lián)；各側(cè)保護(hù)裝置分別用于完成本側(cè)的后備保 護(hù)功能，包括復(fù)壓過流保護(hù)、零序過流保護(hù)、阻抗保護(hù)以及低壓側(cè)簡(jiǎn)易母差保護(hù)等；綜合保 護(hù)裝置用于完成主變差動(dòng)保護(hù)和本體智能單元的功能。
[0031] 高、中、低壓側(cè)保護(hù)裝置分散安裝在變壓器各側(cè)開關(guān)柜上，綜合保護(hù)裝置就地安裝 在主變本體智能組件柜上，與分散安裝在各側(cè)開關(guān)柜上的高、中、低壓側(cè)保護(hù)裝置之間采用 專用光纖百兆以太網(wǎng)接口連接，如圖2所示。
[0032] 各側(cè)保護(hù)裝置除了完成本側(cè)模擬量采集和后備保護(hù)功能外，還具備測(cè)量、控制、計(jì) 量及狀態(tài)監(jiān)測(cè)等功能，并設(shè)置有操作回路，可以直接跳閘作用于斷路器線圈；綜合保護(hù)裝置 除了實(shí)現(xiàn)主變差動(dòng)保護(hù)功能外，還具備檔位調(diào)節(jié)、中性點(diǎn)刀閘操作、位置和狀態(tài)量采集、變 壓器本體非電量保護(hù)功能。
[0033] 本發(fā)明提供了一種分布式變壓器差動(dòng)保護(hù)方法，包括如下步驟：
[0034] (1)在變壓器高、中、低壓三側(cè)分別配置一個(gè)保護(hù)裝置，并配置一個(gè)與三側(cè)保護(hù)裝 置均連接的綜合保護(hù)裝置，各個(gè)保護(hù)裝置之間兩兩互聯(lián)；高、中、低壓側(cè)保護(hù)裝置用于獨(dú)立 完成本側(cè)模擬量及開關(guān)量的采集和本側(cè)后備保護(hù)功能，綜合保護(hù)裝置用于完成主變差動(dòng)保 護(hù)功能。
[0035] (2)綜合保護(hù)裝置產(chǎn)生模擬量同步采樣脈沖，高、中、低壓側(cè)保護(hù)裝置以綜合保護(hù) 裝置為時(shí)鐘源對(duì)時(shí)，并據(jù)此生成模擬量同步采樣脈沖。
[0036] 該綜合保護(hù)裝置中使用FPGA產(chǎn)生模擬量同步采樣脈沖，并利用IEEE1588時(shí) 間同步協(xié)議實(shí)現(xiàn)各側(cè)保護(hù)裝置模擬量的同步采集。各側(cè)保護(hù)裝置將模擬量采樣值以 IEC61850-9-2規(guī)約傳輸?shù)骄C合保護(hù)裝置，不依賴外部對(duì)時(shí)信號(hào)。
[0037] (3)綜合保護(hù)裝置根據(jù)主變調(diào)壓控制器調(diào)壓開關(guān)的實(shí)際檔位X自動(dòng)調(diào)整差動(dòng)保護(hù) 高壓側(cè)的平衡系數(shù)Kh，其它側(cè)的平衡系數(shù)不變。
[0038] 調(diào)壓開關(guān)的實(shí)際檔位X的計(jì)算過程如下：
[0039] i、將主變調(diào)壓控制器的調(diào)壓開關(guān)位置經(jīng)B⑶碼制轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成檔位B⑶1?B⑶6 共6路開出，其中檔位BCDl?BCD4為檔位個(gè)位數(shù)，檔位BCD5?BCD6為檔位十位數(shù)；
[0040] ii、將檔位B⑶1?B⑶6的6路開出通過電纜對(duì)應(yīng)接入綜合保護(hù)裝置對(duì)應(yīng)的開入， 其中開入1?開入4為檔位個(gè)位數(shù)，開入5?開入6為檔位十位數(shù)，綜合保護(hù)裝置根據(jù)6路 開入的狀態(tài)計(jì)算出調(diào)壓開關(guān)的實(shí)際檔位X。
[0041] 綜合保護(hù)裝置中增加三個(gè)系統(tǒng)定值：變壓器的最大檔位數(shù)N、中間檔位數(shù)M及每檔 調(diào)壓百分?jǐn)?shù)AU。綜合保護(hù)裝置根據(jù)調(diào)壓開關(guān)的實(shí)際檔位X自動(dòng)調(diào)整差動(dòng)保護(hù)高壓側(cè)的平 衡系數(shù)K h，其計(jì)算公式為：Kh = (X-M) * Λ U+1，1彡X彡N。
[0042] (4)綜合保護(hù)裝置將已同步的各側(cè)采樣值和調(diào)整后的高壓側(cè)平衡系數(shù)Kh進(jìn)行差 動(dòng)保護(hù)計(jì)算和邏輯判別。
[0043] 差動(dòng)保護(hù)計(jì)算過程如下：
[0044] i、首先根據(jù)調(diào)整后的高壓側(cè)平衡系數(shù)計(jì)算差動(dòng)電流和制動(dòng)電流，計(jì)算公式如 下：

【權(quán)利要求】
1. 一種分布式變壓器差動(dòng)保護(hù)方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 在變壓器高、中、低壓三側(cè)分別配置一個(gè)保護(hù)裝置，并配置一個(gè)與三側(cè)保護(hù)裝置均 連接的綜合保護(hù)裝置，各個(gè)保護(hù)裝置之間兩兩互聯(lián)；高、中、低壓側(cè)保護(hù)裝置用于獨(dú)立完成 本側(cè)模擬量及開關(guān)量的采集和本側(cè)后備保護(hù)功能，綜合保護(hù)裝置用于完成主變差動(dòng)保護(hù)功 能； (2) 綜合保護(hù)裝置產(chǎn)生模擬量同步采樣脈沖，高、中、低壓側(cè)保護(hù)裝置以綜合保護(hù)裝置 為時(shí)鐘源對(duì)時(shí),并據(jù)此生成模擬量同步采樣脈沖； (3) 綜合保護(hù)裝置根據(jù)主變調(diào)壓控制器調(diào)壓開關(guān)的實(shí)際檔位X自動(dòng)調(diào)整差動(dòng)保護(hù)高壓 側(cè)的平衡系數(shù)Kh，其它側(cè)的平衡系數(shù)不變； (4) 綜合保護(hù)裝置將已同步的各側(cè)采樣值和調(diào)整后的高壓側(cè)平衡系數(shù)Kh進(jìn)行差動(dòng)保護(hù) 計(jì)算和邏輯判別； (5) 差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作后，綜合保護(hù)裝置將跳閘命令發(fā)送到高、中、低壓側(cè)保護(hù)裝置，高、中、 低壓側(cè)保護(hù)裝置接收到跳閘命令后跳開本側(cè)開關(guān)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式變壓器差動(dòng)保護(hù)方法，其特征在于，所述步驟（3)中差 動(dòng)保護(hù)高壓側(cè)的平衡系數(shù)Kh的計(jì)算公式如下： Kh = (X-M) * A U+l，K X < N 其中，X為調(diào)壓開關(guān)的實(shí)際檔位； N為變壓器的最大檔位數(shù)； M為中間檔位數(shù)； A U為每檔調(diào)壓百分?jǐn)?shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的分布式變壓器差動(dòng)保護(hù)方法，其特征在于，調(diào)壓開關(guān)的實(shí)際 檔位X的計(jì)算過程如下： i、 將主變調(diào)壓控制器的調(diào)壓開關(guān)位置經(jīng)B⑶碼制轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成檔位B⑶1?B⑶6共 6路開出； ii、 將檔位BCD 1?B⑶6的6路開出對(duì)應(yīng)接入綜合保護(hù)裝置對(duì)應(yīng)的開入，綜合保護(hù)裝置 根據(jù)6路開入的狀態(tài)計(jì)算出調(diào)壓開關(guān)的實(shí)際檔位X。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式變壓器差動(dòng)保護(hù)方法，其特征在于：在進(jìn)行差動(dòng)保護(hù) 時(shí)，高、中、低壓側(cè)的后備保護(hù)動(dòng)作后可直接跳本側(cè)開關(guān)，跳其它側(cè)時(shí)將跳閘命令發(fā)送到其 它側(cè)保護(hù)裝置，其它側(cè)保護(hù)裝置接收到跳閘命令后跳開本側(cè)開關(guān)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式變壓器差動(dòng)保護(hù)方法，其特征在于：所述步驟（2)中， 綜合保護(hù)裝置采用FPGA產(chǎn)生模擬量同步采樣脈沖，并利用IEEE1588時(shí)間同步協(xié)議實(shí)現(xiàn)各 側(cè)保護(hù)裝置模擬量的同步采集。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的分布式變壓器差動(dòng)保護(hù)方法，其特征在于：各側(cè)保護(hù)裝置將 模擬量采樣值以IEC61850-9-2規(guī)約傳輸?shù)骄C合保護(hù)裝置，不依賴外部對(duì)時(shí)信號(hào)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式變壓器差動(dòng)保護(hù)方法，其特征在于：各側(cè)保護(hù)裝置分 散安裝在對(duì)應(yīng)側(cè)開關(guān)柜上；綜合保護(hù)裝置就地安裝在主變本體智能組件柜上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1?7任意一項(xiàng)所述的分布式變壓器保護(hù)方法，其特征在于：所述跳 閘命令以GOOSE方式發(fā)送到對(duì)應(yīng)側(cè)保護(hù)裝置。
【文檔編號(hào)】H02H7/045GK104393567SQ201410667181
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】鄧茂軍, 倪傳坤, 余高旺, 張項(xiàng)安, 金全仁, 樊占峰, 席穎穎 申請(qǐng)人:許繼集團(tuán)有限公司, 許繼電氣股份有限公司, 國(guó)網(wǎng)天津市電力公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司