CN108666976B - 一种变压器的差动保护校正方法及*** - Google Patents

一种变压器的差动保护校正方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变压器的差动保护校正方法及***。该方法包括：在每周波内对变压器的低压侧相电流和高压侧相电流进行同步12n点采样，n为正整数；计算高压侧相电流的第m点采样与低压侧相电流第m+n点采样之间的差值；判断所述差值是否超过设定阈值；如果是，则断开低压侧电路和高压侧电路；如果否，则继续对变压器的低压侧相电流和高压侧相电流进行同步采样。本发明提供的变压器的差动保护校正方法及***具有简便、准确、计算速度快、执行效率高的特点。

Description

一种变压器的差动保护校正方法及***
技术领域
本发明涉及电网保护领域，特别是涉及一种变压器的差动保护方法及***。
背景技术
随着国家配电网的不断延伸，配电变压器的使用越来越多，其在配电网中的作用也越来越重要。变压器在电力***中的作用是变换电压，以利于功率的传输。电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高送电的经济性，达到远距离送电的目的。而降压变压器则能把高电压变为用户所需要的各级使用电压，满足用户需要。
目前对变压器的保护主要为分相式电流差动保护，主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。
但是，在差动保护装置的实际应用当中，由于国内变压器一般采用Y/△-11接线，低压侧电流超前高压侧电流30°，因此，高低压侧电流构成差动保护时需进行相位校正。目前，相位校正有两种方式：一种为接线校正，另一种为软件算法校正，其中，现有技术中的软件校正法如下：将变压器低压侧与高压侧的相电压分别对应做差，再除以根号三，此方法虽然在实现原理上没有问题，但在软件计算上稍显复杂，资源的开销上也较多。
发明内容
本发明的目的是提供一种变压器的差动保护校正方法及***，具有简便、准确、计算速度快、执行效率高的特点。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种变压器的差动保护校正方法，所述方法包括：
在每周波内对变压器的低压侧相电流和高压侧相电流进行同步12n点采样，n为正整数；
计算高压侧相电流的第m点采样与低压侧相电流第m+n点采样之间的差值；
判断所述差值是否超过设定阈值；
如果是，则断开低压侧电路和高压侧电路；
如果否，则继续对变压器的低压侧相电流和高压侧相电流进行同步采样。
可选的，所述在每周波内对变压器的低压侧相电流和高压侧相电流进行同步12n点采样，具体包括：
在每周波内采用多通道A/D转换器对变压器的低压侧三相电流和高压侧三相电流进行同步12n点采样。
可选的，所述在每周波内对变压器的低压侧相电流和高压侧相电流进行同步12n点采样，具体包括：
在每周波内对变压器的低压侧相电流和高压侧相电流进行同步24点采样。
可选的，所述A/D转换器为AD公司的AD7606转换器。
本发明还提供了一种变压器的差动保护校正***，所述***包括：
采样模块，用于在每周波内对变压器的低压侧相电流和高压侧相电流进行同步12n点采样，n为正整数；
数据处理模块，用于计算高压侧相电流的第m点采样与低压侧相电流第m+n点采样之间的差值；
判断模块，用于判断所述差值是否超过设定阈值；
动作模块，用于当所述差值是超过设定阈值时，断开低压侧电路和高压侧电路。
可选的，所述采样模块，具体包括：
第一采样单元，用于在每周波内采用多通道A/D转换器对变压器低压侧的三相电流和高压侧三相电流进行同步12n点采样。
可选的，所述采样模块，具体包括：
第二采样单元，用于在每周波内对变压器的低压侧相电流和高压侧相电流进行同步24点采样。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明通过在每周波内对变压器的低压侧相电流和高压侧相电流进行同步12n点采样，计算高压侧相电流的第m点采样与低压侧相电流第m+n点采样之间的差值，将高压侧相电流与进行时间平移后的低压侧相电流进行比较，消除了高压侧相电流与低压侧相电流之间的相位差，该校正方法简单、准确，且计算速度快、执行效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为变压器接线示意图；
图2为高、低压侧电流向量图；
图3为本发明实施例变压器的差动保护校正方法流程示意图；
图4为本发明实施例A/D转换器的电路框图；
图5为本发明实施例变压器的差动保护校正***结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种变压器的差动保护校正方法及***，具有简便、准确、计算速度快、执行效率高的特点。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为变压器接线示意图，如图1所示，IA/IB/IC为高压侧A/B/C三相电流，Ia/Ib/Ic为低压侧A/B/C三相电流，则A相的差电流为∣IA-Ia∣,B相的差电流为∣IB-Ib∣,C相的差电流为∣IC-Ic∣。
从理论上讲，正常运行及外部故障时，差动回路电流为零。实际上由于两侧电流互感器的特性不可能完全一致等原因，在正常运行和外部短路时，差动回路中仍有不平衡电流流过，因此要求不平衡电流应尽量的小，以确保差动保护装置不会误动。当变压器内部发生相间短路故障时，低压侧Ia/Ib/Ic电流方向会反生改变，流过差动保护装置的差电流为变压器高、低压侧电流之和，远大于差动保护装置定值，使装置差动保护装置可靠动作。由于差动保护对保护区外故障不会动作，因此差动保护不需要与保护区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合，所以在区内故障时，可以瞬时动作。
而在差动保护装置的实际应用当中，由于变压器一般采用Y/△-11接线，低压侧电流超前高压侧电流30°，如图2所示，因此，高低压侧电流构成差动保护时需进行相位校正。
图3为本发明实施例变压器的差动保护校正方法流程示意图，如图3所示，本发明提供的变压器的差动保护校正方法步骤具体如下：
步骤301：在每周波内对变压器的低压侧相电流和高压侧相电流进行同步12n点采样，n为正整数；
步骤302：计算高压侧相电流的第m点采样与低压侧相电流第m+n点采样之间的差值；
步骤303：判断所述差值是否超过设定阈值；
步骤304：当所述差值超过设定阈值时，断开低压侧电路和高压侧电路；
步骤305：当所述差值没有超过设定阈值时，继续对变压器的低压侧相电流和高压侧相电流进行同步采样。
本发明以A相差动保护为例进行阐述。24点采样，连续循环存储。
高压侧IA电流采样数据序列如下图所示：
IA1 IA2 IA3 IA4 … … IA20 IA21 IA22 IA23 IA24 IA25 IA26 IA27 …
低压侧Ia电流采样数据序列如下图所示：
Ia1 Ia2 Ia3 Ia4 … … Ia20 Ia21 Ia22 Ia23 Ia24 Ia25 Ia26 Ia27 …
高压侧IA电流与低压侧Ia电流采样数据序列中，IA1与Ia1、IA2与Ia2……IAN与Ian为同一时刻采样点。由于一个周波采样24个点，则点与点之间相差360°/24＝15°。
A相差点流采样点序列由高压侧IA电流采样数据序列与低压侧Ia电流采样数据序列中的采样值相减产生。
Figure BDA0001688457560000051
本发明采用A3＝IA1-Ia3、A4＝IA2-Ia4、……、AN＝IA(N-2)-Ian,高压侧电流采样点往前平移2个采样点(30°)后再与低压侧电流相减，实现相位校正。
图4为本发明实施例A/D转换器的电路框图，如图4所示，本发明中差动保护装置所采集的模拟量为高压侧IA/IB/IC和低压侧Ia/Ib/Ic共六个电流，本发明中差动保护装置包括微处理器MCU和A/D转换器A/D转换器，为AD公司的AD7606。
本发明提供的变压器的差动保护校正方法通过在每周波内对变压器的低压侧相电流和高压侧相电流进行同步12n点采样，计算高压侧相电流的第m点采样与低压侧相电流第m+n点采样之间的差值，将高压侧相电流与进行时间平移后的低压侧相电流进行比较，消除了高压侧相电流与低压侧相电流之间的相位差，该校正方法采用采样点平移的方式，实现相位校正，简单、准确、快捷，占用MCU资源少、计算速度快、执行效率高，三相差动相对独立，互不影响。
图5为本发明实施例变压器的差动保护校正***结构示意图，如图5所示，本发明提供的变压器的差动保护校正***包括：
采样模块501，用于在每周波内对变压器的低压侧相电流和高压侧相电流进行同步12n点采样，n为正整数；
数据处理模块502，用于计算高压侧相电流的第m点采样与低压侧相电流第m+n点采样之间的差值；
判断模块503，用于判断所述差值是否超过设定阈值；
动作模块504，用于当所述差值是超过设定阈值时，断开低压侧电路和高压侧电路。
其中，所述采样模块501，具体包括：
第一采样单元，用于在每周波内采用多通道A/D转换器对变压器低压侧的三相电流和高压侧三相电流进行同步12n点采样。
所述采样模块501还可以包括：
第二采样单元，用于在每周波内对变压器的低压侧相电流和高压侧相电流进行同步24点采样。
本发明提供的变压器的差动保护校正***通过在每周波内对变压器的低压侧相电流和高压侧相电流进行同步12n点采样，计算高压侧相电流的第m点采样与低压侧相电流第m+n点采样之间的差值，将高压侧相电流与进行时间平移后的低压侧相电流进行比较，消除了高压侧相电流与低压侧相电流之间的相位差，该校正方法采用采样点平移的方式，实现相位校正，简单、准确、快捷，占用MCU资源少、计算速度快、执行效率高，三相差动相对独立，互不影响。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种变压器的差动保护校正方法，其特征在于，所述方法包括：
在每周波内采用多通道A/D转换器对变压器的低压侧相电流和高压侧相电流进行同步24点采样；
计算高压侧相电流的第m点采样与低压侧相电流第m+2点采样之间的差值；
判断所述差值是否超过设定阈值；
如果是，则断开低压侧电路和高压侧电路；
如果否，则继续对变压器的低压侧相电流和高压侧相电流进行同步采样。
2.根据权利要求1所述的变压器差动保护校正方法，其特征在于，所述A/D转换器为AD公司的AD7606转换器。
3.一种变压器的差动保护校正***，其特征在于，所述***包括：
采样模块，用于在每周波内采用多通道A/D转换器对变压器的低压侧相电流和高压侧相电流进行同步24点采样；
数据处理模块，用于计算高压侧相电流的第m点采样与低压侧相电流第m+2点采样之间的差值；
判断模块，用于判断所述差值是否超过设定阈值；
动作模块，用于当所述差值是超过设定阈值时，断开低压侧电路和高压侧电路。
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