專利名稱：：變壓器涌流的畸變度檢測方法
技術領域：
：本發明屬于電力系統繼電保護領域，適用于變壓器差動保護，用于變壓器故障電流與勵磁涌流的判別，為一種變壓器涌流的畸變度檢測方法。
背景技術：
：由于導引線比較短,差動保護比較適用于作為變壓器的主保護，且具有良好的性能。但是當變壓器空投合閘時會產生勵磁涌流，此勵磁涌流即為差流，會使差動保護誤動。因此，必須采取措施防止變壓器空載合閘時的勵磁涌流造成的差動保護的誤動。目前已采用的方法有檢測涌流的二次諧波的含量；檢測涌流的間斷角的大小；檢測涌流的正負半波的對稱度。這些方法都是檢測涌流發生畸變時的某一特征量，以此判斷差動電流是勵磁涌流還是故障電流，從而決定差動保護是否動作。變壓器勵磁涌流的畸變程度與許多因素有關，例如變壓器鐵芯材料及特性、鐵芯的工作磁密、飽和磁密、剩磁、空投時的合閘角等等，其中剩磁與合閘角是隨機的。因此，涌流的畸變程度就不是唯一的，我們需要檢測的特征量也是不確定的。勵磁涌流有一明顯的特征，就是它含有大量的二次諧波，在主變壓器主保護中就利用這個特性，來防止勵磁涌流引起保護誤動作，但是勵磁涌流中二次諧波所占基波比例雖然相對其他諧波所占比例比較大，卻不是一個確定的值，而是在一定范圍內隨有關因素的變化而變化，目前只能得出這樣的結論三相涌流中總有一相大于20%。根據這一結論，差動保護制動方式只能采用"或"門制動，這正是二次諧波制動方法的缺陷之一。間斷角的制動方法也有類似問題，間斷角的定值一般取65度，這只能保證飽和磁密與工作磁密之比為1.2，剩磁為0.5時可靠制動。波形對稱，即偶次諧波制動的制動方法在對稱涌流的情況下，效果就不能令人滿意了。另外，變壓器在過激磁時，其勵磁電流波形就是對稱的，此時就無法正常判斷勵磁電流。總之，目前的各種方法僅僅從電流畸變程度的某一個方面反映涌流的畸變，沒有全面的反映涌流的畸變情況，不可避免地具有這樣或那樣的局限性，差動保護制動判據的冗余度相對較低，容易出現誤動或延時動作。
發明內容本發明要解決的問題是現有的變壓器涌流畸變程度的檢測方法都只能反應畸變程度的一個方面，存在局限性，需要一種全面反映涌流的畸變程度，從而更可靠地保證差動保護在空載合閘與過激磁時不誤動的檢測方法，并且更嚴格地區分勵磁電流和故障電流，以提高差動保護的正確動作率。本發明的技術方案為變壓器涌流的畸變度檢測方法，利用涌流中造成涌流畸變的豐富的高次諧波，全面地反映涌流的畸變程度，高次諧波的數值越大，畸變程度越高，根據畸變程度判斷變壓器電流發生異常時是故障電流還是勵磁涌流。變壓器勵磁涌流的嚴重畸變產生了豐富的高次諧波，換句話說，是這些高次諧波造成了涌流的畸變；而故障電流就不含有這樣豐富的高次諧波。因此，如果能利用這些高次諧波來檢測勵磁涌流，就能夠全面反映涌流的畸變程度。定義畸變度2:力4-；|式中/4為某一時刻濾除直流分量的檢測電流的信號值；^為該時刻的基波數值；為基波的有效值；W為采樣點數；對檢測時刻的電流濾去直流分量，得到包含各高次諧波的電流數值序列，再濾出基波數值序列，與所述濾去直流分量的電流數值序列進行比較，當異常電流為故障電流時兩序列基本一致，當為勵磁涌流時，兩序列相差很大，根據畸變度2的大小區分變壓器電流發生異常時是故障電流還是勵磁涌流。為了計算出g值，首先對被檢測電流/用差分算法濾去其中的直流分量，得到4序列，再用數字余弦濾波器濾出基波分量的^序列，本發明特別采用數字余弦濾波器，濾波前后沒有相位移，可以準確和原序列進行比較，然后用常規的傅立葉變換計算出A，就可根據^值的計算公式計算出0值。對于故障電流來說，濾去直流分量后基本為一個正弦波，再經余弦濾波依然是一個正弦波，而數字余弦濾波器濾波前后沒有相位移，也就是說，故障電流的^序列與^序列是基本相同的，故計算出的0值很小。而對于勵磁涌流來說，經差分算法濾去直流分量以后，各高次諧波得以保留，也就是說，4序列中包含基波和各高次諧波，再經余弦濾波濾出基波的^序列。顯然，此時的4與^兩序列相差甚遠，故計算出的^值很大。本發明定義的畸變度g值，全面地反映了變壓器涌流的畸變程度，因此能夠更可靠地保證差動保護在變壓器空載合閘時不誤動，并且能夠更嚴格區分勵磁電流與故障電流，且區分判據具有較高的冗余度，判斷精確度高。因此，可以采用"與"門制動方式進行變壓器三相的差動保護，這樣就保證了在空投于有故障的變壓器時差動保護不會延時動作。本發明可以改善變壓器差動保護長期正確動作率不高的狀況。具體實施方式下面具體說明本發明的實施方式。采用高性能的微處理器，經模數變換得到各側各相的實時電流的采樣值，當相電流突變量大于0.5Icd，或者當差流大于0.8Icd，則判斷變壓器出現異常。運用本發明方法進行檢測判斷，求取畸變度0，式中4為檢測的某一時刻濾除直流分量的信號值；^為該時刻的基波數值；/,為基波的有效值；w為采樣點數。首先采用差分算法濾除直流分量，得到^序列；然后數字余弦濾波器濾出基波的數字量，即可得到^序列；再用常規算法計算出基波的有效值。這樣就可計算出2的值。經大量的仿真和試驗，當采樣點為20點時，可以得出變壓器差動保護的制動判據為&5也可以得出變壓器差動保護的動作判據為-Ic〉Icd式中Ic為差流，Icd為差動定值。也就是當計算的2值大于5時，認為是是勵磁涌流，小于5時為故障電流，變壓器差動保護據此動作。采樣點越多，2值計算越精確，一般取20點足夠進行故障電流和勵磁涌流的區分。為了防止變壓器區外穿越性故障，仍需采用常規的比例制動方法。下面以兩個現場具體的錄波數據為例，分別計算出0值。一個是含有較大非周期分量的故障電流；一個是典型的對稱性勵磁涌流。以便對故障電流和勵磁涌流兩種電流的Q值的數值的不同，有一個基本的認識。(一)首先以銀川新城變壓器一次故障的A相電流的錄波數據為基礎，分別計算出4，/h的數據如表1，其中/為原始錄波數據，即檢測電流表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>A可用常規的傅里葉變換計算出來，約為31.8。有了這些數據就可計算此電流的2值約為1.85。(二)以茬平變壓器一次空投的A相勵磁電流的錄波數據為基礎，同樣分別計算出4，/41的數據，如表2，其中/為原始錄波數據，及檢測電流表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>/,可用常規的傅里葉變換計算出來，約為9.0。有了這些數據就可計算此電流的g值約為25.7。通過以上兩個典型的具體例子，可以看到故障電流時，g值僅為1.85,遠小于設定的定值5;而空投時g值為25.7，遠大于定值，判據的冗余度很高，判斷結果精確度高。此時變壓器的差動保護可以采用"與"門制動方式，準確度高。權利要求1、變壓器涌流的畸變度檢測方法，其特征是利用涌流中造成涌流畸變的豐富的高次諧波，全面地反映涌流的畸變程度，諧波的總數值越大，畸變程度越高，根據畸變程度判斷變壓器電流發生異常時是故障電流還是勵磁涌流。2、根據權利要求1所述的變壓器涌流的畸變度檢測方法，其特征是定義畸變度&<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>式中^為某一時刻濾除直流分量的檢測電流的信號值；^為該時刻的基波數值；^為基波的有效值；n為采樣點數；對檢測時刻的電流濾去直流分量，得到包含各高次諧波的電流數值序列，再濾出基波數值序列，與所述濾去直流分量的電流數值序列進行比較，當異常電流為故障電流時兩序列基本一致，當為勵磁涌流時，兩序列相差很大，根據畸變度g的大小區分變壓器電流發生異常時是故障電流還是勵磁涌流。3、根據權利要求2所述的變壓器涌流的畸變度檢測方法，其特征是用差分算法對檢測電流濾去直流分量，用數字余弦濾波器濾出基波數值。全文摘要變壓器涌流的畸變度檢測方法，利用涌流中造成涌流畸變的豐富的高次諧波，全面地反映涌流的畸變程度，根據畸變程度判斷變壓器電流發生異常時是故障電流還是勵磁涌流。為此定義了畸變度Q，并說明了Q的計算方法先用差分算法濾去直流分量，然后用余弦濾波器濾出基波分量；當為故障電流時，余弦濾波前后的兩序列數值基本一致，故Q值很小；當為勵磁涌流時，余弦濾波前后的兩序列數值相差很大，故Q值較大。適當選取一閾值，可以嚴格區分故障電流與勵磁涌流。本發明方法在判據上具有較高的冗余度，可以采用“與”門制動，因此，當空投于有故障的變壓器時差動保護不會延時動作。本發明可改善變壓器差動保護長期正確動作率不高的狀況。文檔編號G01R31/00GK101666840SQ200910183569公開日2010年3月10日申請日期2009年9月23日優先權日2009年9月23日發明者資仇,常旭東申請人:南京南電繼保自動化有限公司;仇資