变压器励磁涌流识别方法、装置、计算机存储介质和终端

文档序号:1892609 发布日期:2021-11-26 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 变压器励磁涌流识别方法、装置、计算机存储介质和终端 (Transformer excitation inrush current identification method and device, computer storage medium and terminal ) 是由 习伟 尹项根 李肖博 姚浩 刘玢岩 于杨 潘远林 于 2021-08-18 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种变压器励磁涌流识别方法、装置、计算机存储介质和终端。其中,变压器励磁涌流识别方法包括:对变压器星型侧三相电流进行处理,得到零模电流、变压器三角形侧近似环流以及变压器三相铁芯的饱和系数;近似环流为对变压器星型侧三相电流的值进行比较得到;饱和系数为根据每相铁芯的饱和状态确定;每相铁芯的饱和状态为基于变压器星型侧三相电流的大小关系确定;采用预设回归模型处理零模电流与近似环流,确定零模电流与近似环流的相关系数;根据相关系数和饱和系数,输出励磁涌流识别结果。本申请能有效识别励磁涌流,提高了识别励磁涌流的准确率,避免变压器差动保护在发生励磁涌流时误动。(The invention relates to a method and a device for identifying magnetizing inrush current of a transformer, a computer storage medium and a terminal. The method for identifying the magnetizing inrush current of the transformer comprises the following steps: processing three-phase current at the star side of the transformer to obtain zero-mode current, approximate circular current at the triangular side of the transformer and saturation coefficients of a three-phase iron core of the transformer; the approximate circulating current is obtained by comparing the values of three-phase current at the star side of the transformer; the saturation coefficient is determined according to the saturation state of each phase of iron core; the saturation state of each phase of iron core is determined based on the magnitude relation of three-phase current on the star side of the transformer; processing the zero-mode current and the approximate circulating current by adopting a preset regression model, and determining a correlation coefficient of the zero-mode current and the approximate circulating current; and outputting the magnetizing inrush current identification result according to the correlation coefficient and the saturation coefficient. The method and the device can effectively identify the magnetizing inrush current, improve the accuracy of identifying the magnetizing inrush current and avoid the misoperation of the differential protection of the transformer when the magnetizing inrush current occurs.)

变压器励磁涌流识别方法、装置、计算机存储介质和终端

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域,特别是涉及一种变压器励磁涌流识别方法、装置、计算机存储介质和终端。

背景技术

变压器主保护通常采用纵联差动保护,差动保护基于基尔霍夫电流定律,原理简单,适用性强。然而,变压器具有复杂的电磁暂态特性,在空载合闸的情况下,可能出现很大的励磁电流,即励磁涌流。励磁涌流可能会造成差动保护的误动,危害电力系统安全运行。

随着电力系统继电保护技术的发展,由于变压器保护的重要性和励磁涌流的复杂性,变压器励磁涌流的识别方法不断被提出。传统的二次谐波原理和间断角原理在变压器发生对称性涌流时,难以识别发生励磁涌流。综合利用电压与电流构造判据的识别方法,如利用等效瞬时电感、功率差动、磁通特性原理等,需要获取电压量或三角形侧电流数据才能准确求解。传统识别变压器励磁涌流的方案不完善,导致变压器差动保护误动率相对较高。

在实现过程中,发明人发现传统技术中至少存在如下问题:传统识别变压器励磁涌流的方案,存在准确率较低的问题。

发明内容

基于此,有必要针对识别变压器励磁涌流准确率较低的问题,提供一种变压器励磁涌流识别方法、装置、计算机存储介质和终端。

一种变压器励磁涌流识别方法,包括以下步骤:

对变压器星型侧三相电流进行处理,得到零模电流、变压器三角形侧近似环流以及变压器三相铁芯的饱和系数;近似环流为对变压器星型侧三相电流的值进行比较得到;饱和系数为根据每相铁芯的饱和状态确定;每相铁芯的饱和状态为基于变压器星型侧三相电流的大小关系确定;

采用预设回归模型处理零模电流与近似环流,确定零模电流与近似环流的相关系数;

根据相关系数和饱和系数,输出励磁涌流识别结果。

在其中一个实施例中,确定每相铁芯的饱和状态的步骤包括:

将变压器星型侧三相电流中值的大小位于中间的相电流,确认为待处理相电流,并确定待处理相电流对应的铁芯的饱和状态为非饱和相;

获取待处理相电流与变压器星型侧三相电流中剩余任一相电流之差的绝对值;

将绝对值大于饱和阈值的相电流对应的铁芯的饱和状态确定为饱和相;

将绝对值小于饱和阈值的相电流对应的铁芯的饱和状态确定为非饱和相。

在其中一个实施例中,在采用预设回归模型处理零模电流与近似环流,确定零模电流与近似环流的相关系数的步骤之前,还包括步骤:

根据变压器零模等值电路,构建预设回归模型。

在其中一个实施例中,确定三相铁芯的饱和系数的步骤包括:

判断在预设时间间隔内,是否存在至少一相电流对应的铁芯的饱和状态始终为饱和相,若是则将饱和系数的值确定为1,若否则确定饱和系数的值为0。

在其中一个实施例中,预设时间间隔包括采样数据窗;

根据相关系数和饱和系数,输出励磁涌流识别结果的步骤,包括:

若相关系数小于相关系数阈值、或饱和系数的值为1,则确定励磁涌流识别结果为故障,并开放保护动作。

在其中一个实施例中,根据相关系数和饱和系数,输出励磁涌流识别结果的步骤,还包括:

若相关系数大于或等于相关系数阈值、且饱和系数的值为0,则确定励磁涌流识别结果为正常,并闭锁保护。

在其中一个实施例中,变压器星型侧三相电流为瞬时值。

一种变压器励磁涌流识别装置,包括:

数据获取模块,用于获取变压器星型侧三相电流;

数据处理模块,用于处理变压器星型侧三相电流,得到零模电流、变压器三角形侧近似环流以及变压器三相铁芯的饱和系数;近似环流为对变压器星型侧三相电流的值进行比较得到;饱和系数为根据每相铁芯的饱和状态确定;每相铁芯的饱和状态为基于变压器星型侧三相电流的大小关系确定;以及用于采用预设回归模型处理零模电流与近似环流,确定零模电流与近似环流的相关系数;

结果输出模块,用于根据相关系数和饱和系数,输出励磁涌流识别结果。

一种计算机存储介质,用于存储计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述变压器励磁涌流识别方法的步骤。

一种变压器励磁涌流识别终端,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现上述变压器励磁涌流识别方法的步骤。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果:

本申请仅使用变压器星型侧三相电流作为原始数据,结合相关系数和饱和系数,互为输出励磁涌流识别结果的补充,无需提前获知变压器任何参数,即可识别励磁涌流。获取相关系数和饱和系数的过程简便,输出励磁涌流识别结果的可靠性高。本申请能有效识别励磁涌流,提高了识别励磁涌流的准确率,避免变压器差动保护在发生励磁涌流时误动,提高了变压器运行过程中的安全性。

附图说明

图1为一个实施例中变压器励磁涌流识别方法的流程示意图;

图2为一个实施例中正常涌流下,近似环流、实际环流与零模电流的对比图;

图3为一个实施例中A相接地故障下,近似环流、实际环流与零模电流的对比图;

图4为一个实施例中A相接地故障下近似环流与零模电流的相关系数示意图;

图5为一个实施例中AB相间短路故障下近似环流与零模电流的相关系数示意图;

图6为一个实施例中变压器合闸于故障下近似环流与零模电流的相关系数示意图;

图7为一个实施例中变压器合闸于故障下变压器三相铁芯饱和情况示意图;

图8为一个实施例中变压器合闸于A相带电阻接地故障下近似环流与零模涌流的相关系数示意图;

图9为一个实施例中变压器合闸于A相带电阻接地故障下变压器三相铁芯饱和情况示意图;

图10为另一个实施例中变压器励磁涌流识别方法的流程示意图;

图11为一个实施例中变压器励磁涌流识别装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

随着电力系统继电保护技术的发展,由于变压器保护的重要性和励磁涌流的复杂性,识别变压器励磁涌流的方法不断被提出。目前二次谐波原理应用最为广泛,通过计算二次谐波在基波含量中的比值来识别是否为励磁涌流。但变压器发生对称性涌流时二次谐波较小,新型铁芯材料也可能使得二次谐波含量变小,此时无法识别涌流。间断角原理基于变压器铁芯磁通周期性进入饱和的特征识别涌流,但对于对称性涌流可能出现无法识别的情况。波形对称原理将一周波内的波形分为前后或上下两个部分,比较两部分的对称性来识别涌流,显然当故障波形有较大畸变时会拒动。综合利用电压与电流构造判据的识别方法,如利用等效瞬时电感、功率差动、磁通特性原理等,都要获取电压量或三角形侧电流数据才能准确求解。

本申请仅使用变压器星型侧三相电流作为原始数据,结合相关系数和饱和系数,互为输出励磁涌流识别结果的补充,无需提前获知变压器任何参数,即可识别励磁涌流。获取相关系数和饱和系数的过程简便,输出励磁涌流识别结果的可靠性高。本申请能有效识别励磁涌流,提高了识别励磁涌流的准确率,避免变压器差动保护在发生励磁涌流时误动,提高了变压器运行过程中的安全性。

本申请应用于变压器空载合闸后的变压器励磁涌流识别。

在一个实施例中,如图1所示,提供了一种变压器励磁涌流识别方法,以该方法应用于终端为例进行说明,包括以下步骤:

步骤S100,对变压器星型侧三相电流进行处理,得到零模电流、变压器三角形侧近似环流以及变压器三相铁芯的饱和系数;

其中,近似环流为对变压器星型侧三相电流的值进行比较得到;饱和系数为根据每相铁芯的饱和状态确定;每相铁芯的饱和状态为基于变压器星型侧三相电流的大小关系确定;

具体而言,终端获取变压器星型侧三相电流,处理该变压器星型侧三相电流,得到零模电流、变压器三角形侧近似环流以及变压器三相铁芯的饱和系数。进一步的,终端可以采用对变压器星型侧三相电流求取平均值的方式,得到该零模电流。

在其中一个实施例中,变压器星型侧三相电流为瞬时值。变压器三角形侧近似环流可以是变压器三角形侧环流的近似值。每相铁芯的饱和状态可以包括饱和相和不饱和相,终端根据每相铁芯的饱和状态,可以确定变压器三相铁芯饱和系数;饱和系数用于判断变压器是否发生励磁涌流。

在一些示例中,获取变压器星型侧三相电流包括iA、iB、iC,零模电流可以由式(1)得到:

i0=(iA+iB+iC)/3 (1)

在一些示例中,当变压器出现励磁涌流(例如,变压器空载合闸后),励磁涌流流经变压器的某一侧(例如,变压器星型侧)。在不考虑剩磁的情况下,至少存在一相铁芯不饱和,不饱和相(即对应铁芯不饱和的相)的励磁电感较大,励磁电流可忽略不计,该不饱和相的相电流(变压器星型侧)可近似代替变压器三角形侧环流。例如,将变压器星型侧不饱和相电流看作变压器三角形侧近似环流,其中,将变压器星型侧三相电流大小位于中间的相电流确认为变压器星型侧不饱和相电流;变压器三角形侧近似环流由式(2)求出,其中,median为求取值的大小位于中间的值,负号表示电流方向相反。

iD1=-median(iA,iB,iC) (2)

在一些示例中,饱和系数可以是0或1,若饱和系数为0,则识别为发生励磁涌流,若饱和系数为1,则识别为发生故障。

步骤S120,采用预设回归模型处理零模电流与近似环流,确定零模电流与近似环流的相关系数;

具体地,预设回归模型可以包括回归方程,处理零模电流与近似环流得到两者的协方差、零模电流的方差和近似环流的方差;相关系数用于在一定程度上反应预设回归模型的拟合程度,进一步的,根据零模电流的方差和近似环流的方差,得到零模电流的标准差(方差的算术平方根)和近似环流的标准差,求取零模电流与近似环流的相关系数。

在一些示例中,回归方程可以包括斜率系数和截距系数,可以采用最小二乘法求解回归方程中的斜率系数和截距系数;零模电流与近似环流的相关系数可以是简单相关系数;零模电流与近似环流的相关系数r可以由式(3)得到,其中,i0为零模电流,iD1为近似环流;其中,cov(i0,iDl)为i0与iD1的协方差,var(i0)为i0的方差,var(iD1)为iD1的方差;

进一步的,相关系数的值的绝对值介于0至1之间。一般来说,相关系数越接近1,表示两个量之间的相关程度就越强,反之,相关系数越接近于0,两个量之间的相关程度就越弱。

步骤S140,根据相关系数和饱和系数,输出励磁涌流识别结果。

具体而言,励磁涌流识别结果可以包括发生励磁涌流和发生故障。

本申请仅使用变压器星型侧三相电流作为原始数据,结合相关系数和饱和系数,互为输出励磁涌流识别结果的补充,无需提前获知变压器任何参数,即可识别励磁涌流。

在其中一个实施例中,确定每相铁芯的饱和状态的步骤包括:

将变压器星型侧三相电流中值的大小位于中间的相电流,确认为待处理相电流,并确定待处理相电流对应的铁芯的饱和状态为非饱和相;

具体而言,变压器出现励磁涌流时,饱和相的励磁电流远大于不饱和相的励磁电流,比较变压器星型侧三相电流iA、iB、iC值的大小,将值的大小位于中间的相电流对应的铁芯确定为不饱和相;

获取待处理相电流与变压器星型侧三相电流中剩余任一相电流之差的绝对值;

将绝对值大于饱和阈值的相电流对应的铁芯的饱和状态确定为饱和相;

将绝对值小于饱和阈值的相电流对应的铁芯的饱和状态确定为非饱和相。

具体而言,确定每相铁芯的饱和状态,可能同时不止一相铁芯为不饱和相。变压器空载合闸后,对于变压器三角形侧,三角绕组内的三相环流相等,在铁芯不饱和的情况下,变压器星型侧相电流近似等于变压器三角形侧环流;进一步的,对于变压器星型侧,不饱和相的相电流也是近似相等的。基于上述原理,确定变压器星型侧一相铁芯为不饱和相后,获取已确定不饱和相的相电流与剩余任一相的相电流,取两者差值的绝对值与饱和阈值比较,若差值的绝对值小于饱和阈值,则确定对应的铁芯为不饱和相,否则确定对应的铁芯为饱和相。饱和阈值可以是预设的不饱和相的相电流与饱和相的相电流之间差值的绝对值。

在一些示例中,饱和阈值可以是不饱和相的相电流与饱和相的相电流之间差值的绝对值的最小值;如式(4)所示,可以确定每相铁芯的饱和状态,其中,Sn为铁芯的饱和状态,包括饱和相和不饱和相;n可以为ABC三相中任一相,Sn可以是SA、SB、SC;Sn为0时表示n相对应的铁芯为不饱和相,Sn为1时表示n相对应的铁芯为饱和相;ε为饱和阈值;iD为实际环流。

在其中一个实施例中,在采用预设回归模型处理零模电流与近似环流,确定零模电流与近似环流的相关系数的步骤之前,还包括步骤:

根据变压器零模等值电路,构建预设回归模型。

具体而言,预设回归模型可以包括回归方程,根据变压器零模等值电路构造回归方程;回归方程可以包括斜率系数;根据变压器零模等值电路,可以得到忽略电阻下系统电源电压和电流的关系式,以及变压器三相励磁支路感应电动势和变压器三角形侧的实际环流的关系式;进一步的,得到变压器星型侧零模电流与三角形侧环流的关系式,构造回归方程;采用相关系数,可以在一定程度上反应回归方程的拟合程度。

在一些示例中,根据变压器零模等值电路,忽略电阻,系统电源电压和电流应满足式(5),其中,uA、uB、uC分别为ABC三相系统电源电压,ea、eb、ec分别为变压器三相励磁支路感应电动势;Ls、Ls0分别为系统的正序电感和零序电感;Lσ为变压器星型侧漏电感。

变压器三角形侧的实际环流应满足下式:

将式(5)相加并代入式(6)得到:

合闸初始电流为0,将式(7)两边同时积分可得:

其中,LσD为变压器三角形侧漏电感。由式(8)可知,在忽略电阻的情况下,变压器星型侧零模电流与三角形侧环流成比例关系,比例系数为LσD/(Ls0+Lσ)。

进一步的,用近似环流代替实际环流,可构造回归方程:

其中,为斜率系数的估计量,为截距系数的估计量,I0为零模电流的矩阵形式,ID1近似环流的矩阵形式。回归方程的矩阵形式为:

可以采用最小二乘法,得到斜率系数β的无偏估计:

在正常发生励磁涌流的情况下,零模电流与实际环流成正比,近似环流约等于实际环流。例如,如图2所示,可以认为零模电流与近似环流成正比。假设一数据集包含一系列因变量yi,对于模型预测值为平均数为判定系数R2可用来度量因变量的变异中可由自变量解释的部分所占的比例,即衡量估计的回归方程拟合的好坏程度。如式(12)所示,可得到判定系数:

判定系数是相关系数的平方,进一步的,相关系数也能在一定程度上反应预设回归模型的拟合程度。

在其中一个实施例中,确定三相铁芯的饱和系数的步骤包括:

判断在预设时间间隔内,是否存在至少一相电流对应的铁芯的饱和状态始终为饱和相,若是则将饱和系数的值确定为1,若否则确定饱和系数的值为0。

具体的,预设时间间隔可以是数据窗;正常发生励磁涌流的情况下,预设时间间隔内不可能存在饱和状态始终为饱和相的一相铁芯,若存在饱和状态始终为饱和相的一相铁芯,则认为发生故障,进一步的,将饱和系数的值确定为1,否则确定饱和系数的值为0。

在一些示例中,在合闸初期不考虑磁通衰减的情况下,对于三相变压器铁芯饱和程度可表示为:

式中,TA、TB、TC分别表示变压器A相、B相、C相铁芯饱和程度;α为初相角;t为时间;ω为角速度;KrA、KrB、KrC分别表示变压器A相、B相、C相的剩磁占比;当|T|≤1时代表对应相的铁芯为不饱和相,当|T|>1时代表对应相的铁芯为饱和相。在这种情况下,剩磁稳态值最大能达到饱和剩磁的0.7,不可能存在始终满足|T|>1的情况,也就是说正常发生励磁涌流的情况下,不可能存在饱和状态始终为饱和相的一相铁芯。进而,在预设时间间隔内检测每相铁芯的饱和状态,判断是否存在至少一相电流对应的铁芯的饱和状态始终为饱和相,若是则将饱和系数的值确定为1,若否则确定饱和系数的值为0。

在一些示例中,预设时间间隔可以是一个周波数据窗(例如,20ms)。可以根据式(12)确定三相铁芯的饱和系数,在一个周波内,判断是否存在至少一相电流对应的铁芯的饱和状态始终为饱和相,若是则确定三相铁芯的饱和系数为1,判断为发生故障,开放保护动作;若否则确定三相铁芯的饱和系数为0,判断为发生励磁涌流,闭锁保护动作;其中,sat表示三相铁芯的饱和系数,t代表一个周波数据窗的起始时刻。

根据相关系数和饱和系数,输出励磁涌流识别结果的步骤,包括:

若相关系数小于相关系数阈值、或饱和系数的值为1,则确定励磁涌流识别结果为故障,并开放保护动作。

具体而言,预设时间间隔包括采样数据窗;相关系数小于相关系数阈值时,近似环流有部分异于实际环流,零模电流与实际环流的关系式发生变化,预设回归模型无法准确拟合;饱和系数的值为1时,预设时间间隔内,存在至少一相电流对应的铁芯的饱和状态始终为饱和相;上述情况不属于正常励磁涌流,则确定励磁涌流识别结果为故障,并开放保护动作。需要说明的是,判断饱和系数的值是否为1作为合闸于故障情况下的补充,与前述判断相关系数是否小于相关系数阈值为“或”的关系,只要有一个判断结果为是,则确定励磁涌流识别结果为故障,并开放保护动作。

在一些示例中,预设时间间隔可以是一个周波数据窗(例如,20ms);对于发生接地故障的情况,近似环流和变压器零模等值电路发生了变化。具体的,在发生接地故障的情况下,故障相的电流受到故障电流和励磁电流的共同作用,往往不会偏向时间轴一侧,故障相电流与不饱和相电流有交叉部分,此时按式(2)求得的近似环流会有部分异于实际环流;如图3所示为发生A相接地故障的情况,在故障发生时刻,相关系数会有明显降低;此外,变压器零模等值电路改变,零模电流与实际环流的关系式(8)改变,所以在故障发生后预设回归模型不再适用,因此用故障后电流求得的斜率系数会不同于故障前求得的斜率系数。

在一些示例中,当预设时间间隔为一个周波数据窗,数据窗包括故障前与故障后的数据时,如图4所示,预设回归模型无法准确拟合,此时相关系数会明显小于1。

在一些示例中,对于发生相间故障的情况,变压器零模等值电路没有改变,故障前后的斜率系数理论上相同,但由上述分析可知,此时按式(2)求得的近似环流会有部分异于实际环流;如图5所示,相关系数仍会小于1。

在一些示例中,经过大量仿真,将相关系数阈值设置为0.8,可有效识别各类故障;动作判据如下式所示,若相关系数小于0.8,则确定励磁涌流识别结果为故障,并开放保护动作;否则确定励磁涌流识别结果为正常,并闭锁保护。

r(I0,ID1)<0.8 (15)

在一些示例中,空载合闸于故障情况下,故障相的电流受到故障电流和励磁电流的共同作用,故障电流仍可能偏于时间轴一侧,故障相电流与不饱和相电流并不相交,按式(2)求得的近似环流仍为实际环流,此时零模电流与近似环流的相关系数接近1,判断相关系数是否小于相关系数阈值从而确定励磁涌流识别结果的步骤失效。由于上述已证明不存在始终饱和的相,因此空载合闸于故障情况下,可判断饱和系数的值是否为1从而确定励磁涌流识别结果。

在一些示例中,如图6所示,变压器空载合闸于A相发生接地故障的情况,此时变压器零模等值电路改变,变压器星型侧零模电流与三角形侧环流之间相应的比例系数也改变,但近似环流准确地还原出了实际环流,并且与零模电流成正比例,此时判断相关系数是否小于相关系数阈值从而确定励磁涌流识别结果的步骤失效。

在一些示例中,变压器合闸于故障下,变压器三相铁芯饱和情况如图7所示,A相电流较大,未影响近似环流的求取,所以认为A相始终饱和,导致饱和系数sat为1,开放保护。

为了验证本申请的适用性,在一些示例中,变压器空载合闸后,可选的,设置在0.1s时刻,系统发生A相接地故障,过渡电阻阻值为500Ω,变压器三相剩磁分别为0.7pu、-0.35pu、-0.35pu,近似环流与零模涌流的相关系数如图8所示,0.1s发生故障后,相关系数立刻降为负值,小于相关系数阈值,进而确定励磁涌流识别结果为故障,并开放保护动作。

在一些示例中,变压器空载合闸后,可选的,设置在0.1s时刻,系统发生A相接地故障,过渡电阻阻值为500Ω,变压器三相剩磁分别为0.7pu、-0.35pu、-0.35pu,变压器三相铁芯的饱和情况如图9所示,A相电流受到故障电流和励磁电流的共同作用,从而影响了近似环流的求取,0.1s发生故障后A相铁芯为饱和相的时间持续接近0.02s,此时判断饱和系数的值是否为1从而确定励磁涌流识别结果的步骤失效。

综上所述,满足相关系数小于相关系数阈值,则确定励磁涌流识别结果为故障,并开放保护动作。由此可见,本申请提出的励磁涌流识别方法并不受过渡电阻以及铁芯剩磁的影响。

在其中一个实施例中,根据相关系数和饱和系数,输出励磁涌流识别结果的步骤,还包括:

若相关系数大于或等于相关系数阈值、且饱和系数的值为0,则确定励磁涌流识别结果为正常,并闭锁保护。

具体而言,对于正常发生励磁涌流的情况,零模电流与实际环流成正比,近似环流约等于实际环流,进而用近似环流代替实际环流,可以认为零模电流与近似环流成正比;相关系数能在一定程度上反应预设回归模型的拟合程度,在正常发生励磁涌流的情况,相关系数大于或等于相关系数阈值;对于正常发生励磁涌流的情况,不可能存在饱和状态始终为饱和相的一相铁芯,进而根据每相铁芯的饱和状态确认三相铁芯的饱和系数为0。进而,在正常发生励磁涌流的情况下,相关系数大于或等于相关系数阈值、且饱和系数为0,则确定励磁涌流识别结果为正常,并闭锁保护。

在一些示例中,零模电流与近似环流呈线性强相关,相关系数大于或等于相关系数阈值,且不存在饱和状态始终为饱和相的一相铁芯,饱和系数的值为0;根据相关系数和饱和系数,确定励磁涌流识别结果为正常,并闭锁保护;相关系数阈值可以是0.8,可以有效识别各种故障情况。

为了进一步阐述本申请方案,下面结合一个具体示例予以说明,如图10所示,变压器空载合闸后,处理变压器星型侧三相电流,获取零模电流,进而获取变压器三角形侧近似环流;

根据变压器零模等值电路,构建预设回归模型;确定零模电流与近似环流的相关系数r,例如,采用预设回归模型处理零模电流与近似环流;若相关系数r小于0.8,则确定标志位d1的值为1;否则,确定标志位d1的值为0。

确定变压器每相铁芯的饱和状态,例如,基于变压器星型侧三相电流的大小关系确定变压器每相铁芯的饱和状态;确定一个周波内饱和系数sat,例如,根据每相铁芯的饱和状态确定变压器三相铁芯的饱和系数;若饱和系数sat的值为1,则确定标志位d2的值为1;否则,确定标志位d2的值为0;

将标志位d1和标志位d2的值相加得到两者的和,若和的值为1,则确定励磁涌流识别结果为发生故障,并开放保护动作;否则,确定励磁涌流识别结果为发生励磁涌流,并闭锁保护。

具体来说,确定励磁涌流识别结果为发生故障的情况包括:相关系数小于相关系数阈值且饱和系数的值为0、或相关系数大于相关系数阈值且饱和系数的值为1、或相关系数小于相关系数阈值且饱和系数的值为1;确定励磁涌流识别结果为发生励磁涌流的情况包括:相关系数大于相关系数阈值且饱和系数的值为0。

上述根据标志位d1和标志位d2的和确定励磁涌流识别结果的方法结合了相关系数和饱和系数,并且两者互为补充,运算过程简便,输出励磁涌流识别结果的可靠性高,能有效识别励磁涌流,提高了识别励磁涌流的准确率,避免变压器差动保护在发生励磁涌流时误动,提高了变压器运行过程中的安全性。

应该理解的是,虽然图1、图10的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图1、图10中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中,如图11所示,提供了一种变压器励磁涌流识别装置,包括:

数据获取模块200,用于获取变压器星型侧三相电流;

数据处理模块220,用于处理变压器星型侧三相电流,得到零模电流、变压器三角形侧近似环流以及变压器三相铁芯的饱和系数;近似环流为对变压器星型侧三相电流的值进行比较得到;饱和系数为根据每相铁芯的饱和状态确定;每相铁芯的饱和状态为基于变压器星型侧三相电流的大小关系确定;以及用于采用预设回归模型处理零模电流与近似环流,确定零模电流与近似环流的相关系数;

结果输出模块240,用于根据相关系数和饱和系数,输出励磁涌流识别结果。

在其中一个实施例中,数据处理模块220用于将变压器星型侧三相电流中值的大小位于中间的相电流,确认为待处理相电流,并确定待处理相电流对应的铁芯的饱和状态为非饱和相;获取待处理相电流与变压器星型侧三相电流中剩余任一相电流之差的绝对值;将绝对值大于饱和阈值的相电流对应的铁芯的饱和状态确定为饱和相;将绝对值小于饱和阈值的相电流对应的铁芯的饱和状态确定为非饱和相。

在其中一个实施例中,还包括:

预设回归模型构建模块,用于根据变压器零模等值电路,构建预设回归模型。

在其中一个实施例中,还包括:

饱和系数确定模块,用于判断在预设时间间隔内,是否存在至少一相电流对应的铁芯的饱和状态始终为饱和相,若是则将饱和系数的值确定为1,若否则确定饱和系数的值为0。

在其中一个实施例中,预设时间间隔包括采样数据窗;

结果输出模块240,用于若相关系数小于相关系数阈值、或饱和系数的值为1,则确定励磁涌流识别结果为故障,并开放保护动作。

在其中一个实施例中,结果输出模块240,用于若相关系数大于或等于相关系数阈值、且饱和系数的值为0,则确定励磁涌流识别结果为正常,并闭锁保护。

在其中一个实施例中,变压器星型侧三相电流为瞬时值。

关于变压器励磁涌流识别装置的具体限定可以参见上文中对于变压器励磁涌流识别方法的限定,在此不再赘述。上述变压器励磁涌流识别装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于终端中的处理器中,也可以以软件形式存储于终端中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是,本申请实施例中对模块的划分是示意性的,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式。

在一个实施例中,提供了一种变压器励磁涌流识别终端,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现上述变压器励磁涌流识别方法的步骤。

在一些示例中,上述终端可以包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中,该终端的处理器用于提供计算和控制能力。该终端的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该终端的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种变压器励磁涌流识别方法。该终端的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏,该终端的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层,也可以是终端外壳上设置的按键、轨迹球或触控板,还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

一种计算机存储介质,用于存储计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述变压器励磁涌流识别方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM可以是多种形式,比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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