阅读说明：本技术 一种串联变压器故障下启机的快速继电保护判别方法 (Quick relay protection judgment method for startup under fault of series transformer ) 是由 顾乔根 吕航 张晓宇 文继锋 程骁 莫品豪 郑超 孙仲民 龚啸 于 2019-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种串联变压器故障下启机的快速继电保护判别方法,包括如下步骤：步骤A,判断如下三点：第一,判别串联变压器是否处于启机状态；第二,判别串联变压器纵差保护是否有差流：第三,判别串联变压器的平衡绕组中是否有电流：步骤B,当步骤A中三点的判别结果都为是时,则判断串联变压器区内存在故障,继电保护动作。此种判别方法可克服现有的纵差保护方法应用于串联变压器时,当串联变压器启机过程中发生轻微绕组故障保护速动性和灵敏性不足的缺陷。(The invention discloses a quick relay protection judging method for starting a series transformer under a fault, which comprises the following steps of: step A, judging the following three points: firstly, judging whether a series transformer is in a startup state or not; secondly, judging whether the longitudinal differential protection of the series transformer has differential flow: thirdly, judging whether the balance winding of the series transformer has current: and step B, when the judgment results of the three points in the step A are all yes, judging that a fault exists in the series transformer area, and performing relay protection action. The judging method can overcome the defects that when the existing longitudinal differential protection method is applied to the series transformer, the protection speed and the sensitivity of slight winding faults are insufficient in the starting process of the series transformer.)

一种串联变压器故障下启机的快速继电保护判别方法

技术领域

本发明属于电力系统领域，特别涉及一种串联变压器启机过程中变压器区内故障的快速判别方法。

背景技术

串联变压器的结构特殊，串联变压器的串联绕组串接在线路中，阀侧星型绕组接阀侧换流器；在这种接线方式下，很难对串联变压器进行空充试验以验证变压器本体是否存在故障，因此串联变压器投入运行时，往往不进行空充试验，直接将变压器投入运行。

但串联变压器的绕组电压来自阀侧换流器，当UPFC系统处于启机状态时，一般而言，阀侧换流器输出电压不会突变，按照既定控制策略，其输出电压总是由0逐步上升至目标电压，这个过程就是串联变压器的启机过程。由于串联变压器端电压是逐步上升的，如果串联变压器存在轻微绕组短路，则此阶段内常规纵差保护的差流也是由0逐步上升的，即：产生差流的过程较为缓慢，且数值较小，使得这个过程中若变压器存在故障，差动保护不能快速动作。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种串联变压器故障下启机的快速继电保护判别方法，其可克服现有的纵差保护方法应用于串联变压器时，当串联变压器启机过程中发生轻微绕组故障保护速动性和灵敏性不足的缺陷。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种串联变压器故障下启机的快速继电保护判别方法，包括如下步骤：

步骤A，判断如下三点：

第一，判别串联变压器是否处于启机状态；

第二，判别串联变压器纵差保护是否有差流：

第三，判别串联变压器的平衡绕组中是否有电流：

步骤B，当步骤A中三点的判别结果都为是时，则判断串联变压器区内存在故障，继电保护动作。

上述第一点中，判别串联变压器是否处于启机状态的方法是：若：

串联变压器网侧旁路开关的开关位置处于合位，且串联变压器阀侧旁路开关的开关位置处于分位；或者：

阀控制保护系统输出任意表征本系统处于启机过程的开关量信号或报文；

上述任一种情况满足时，则判别为串联变压器处于启机状态。

上述第二点中，判别串联变压器纵差保护是否有差流的方法是：当纵差保护的差流I_d大于判别门槛I_dset时，则判别为串联变压器纵差保护有差流。

上述判别门槛I_dset的取值小于纵差保护启动值I_qd，取值为0.06I_e～0.15I_e。

上述第三点中，判别串联变压器的平衡绕组中是否有电流的方法是：若：

平衡绕组任意相的相电流I_p大于判别门槛I_pset；或者：

平衡绕组的零序电流3I₀大于判别门槛I_0set；

上述任一种情况满足时，则判别为平衡绕组中有电流。

上述判别门槛I_pset、判别门槛I_0set的取值均在0.06I_n～0.15I_n，I_n为电流互感器二次额定值。

采用上述方案后，本发明的有益效果是：

本发明提出一种串联变压器故障下启机的快速继电保护判别方法，首先判别串联变压器是否处于启机过程；若串联变压器处于启机过程，原则上串联变压器的网侧绕组与交流输电线路是隔离的，因此只需要判别纵差保护是否有差流、平衡绕组是否有电流这两个电气特征，就可以判断串联变压器是否存在故障，而不需要像现有的常规纵差保护中制动特性曲线、CT饱和判据、励磁涌流判据等一系列判据均满足后才判断为变压器存在故障。本发明可以提高UPFC系统在串联变压器存在轻微绕组短路状态下启机时，继电保护动作的速动性和灵敏性。

附图说明

图1是串联变压器结构及互感器配置图；

图2是本发明的逻辑框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。

如图1所示，CT1、CT2构成串联变压器纵差保护差回路，设CT1、CT2构成的差动保护的差流为I_d。

本发明提供一种串联变压器故障下启机的快速继电保护判别方法，判别步骤如下：

步骤1，判别串联变压器是否处于启机状态：

判据包括：

判据11：若串联变压器网侧旁路开关的开关位置处于合位，且串联变压器阀侧旁路开关的开关位置处于分位；

判据12：阀控制保护系统输出任意表征本系统处于启机过程的开关量信号或报文；

当判据11、判据12任一判据满足条件时，此时判别为串联变压器处于启机状态；

步骤2，判别串联变压器纵差保护是否有差流：

判据包括：

判据21：当纵差保护的差流I_d大于判别门槛I_dset时，则判为串联变压器纵差保护有差流，其中，所述纵差保护可以是现有技术中任意采用磁平衡原理的差动保护；

判别门槛I_dset的取值要小于纵差保护启动值I_qd，一般以0.06I_e～0.15I_e为宜。根据规范，常见的纵差保护启动值I_qd一般不小于0.3I_e，部分地区甚至习惯整定差动启动值在0.6I_e以上。由于判别门槛I_dset的取值小于纵差保护启动值I_qd，从而纵差保护达到有差流的判别条件，比纵差保护满足差动特性曲线要容易得多，因此判据21保证了本发明方法的灵敏性。

步骤3，判别串联变压器的平衡绕组中是否有电流：

判据包括：

判据31：平衡绕组任意相的相电流I_p大于判别门槛I_pset；

判据32：平衡绕组的零序电流3I₀大于判别门槛I_0set；

当判据31、判据32任一判据满足条件时，此时判别为平衡绕组中有电流；

判别门槛I_pset、判别门槛I_0set的取值，可以取较小值，一般以0.06I_n～0.15I_n为宜，I_n为电流互感器二次额定值。现有继电保护中常见的过电流保护定值原则上应躲过最大不平衡电流或负荷电流，因此判别门槛I_pset、判别门槛I_0set的取值要比常见过电流保护定值小的多，因此判据31保证了本发明方法的灵敏性。

如图2，当步骤1、步骤2、步骤3的判别结果都为是时，判断串联变压器区内存在故障，继电保护动作。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。