换流变压器饱和保护防误动方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及变压器保护，尤其涉及一种换流变压器饱和保护防误动方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、高压直流输电技术在能源输送效率、空间利用、系统稳定性等方面具有明显的优势，因此在大型能源输电项目中得到广泛应用。由于直流输电系统和交流输电系统具有不同的系统结构和运行方式，运行期间会导致直流电流流过换流变压器，从而导致换流变压器出现直流偏磁现象。直流偏磁现象会导致换流变压器铁芯持续性饱和，局部出现过热的现象，因此，换流变压器保护一般需要配置饱和保护。

2、在实际工程应用中，目前国内投入实际运行的换流变压器饱和保护通过计算中性点零序电流的磁化峰值，来间接计算中性点直流电流的大小。然而，换流变压器在各种复杂运行工况下投切产生的励磁涌流与和应涌流，可能会使得间接计算的直流电流超过阈值，最终导致饱和保护动作。在换流变压器空投过程中，由于铁芯的饱和现象，导致y/y变压器中性点同样流过较大的零序电流，足以让饱和保护误动作，尤其是当一极运行，空投另外一个极的情况下，变压器之间可能形成和应涌流的情况，从而导致y/y变压器中性点流过较大的零序电流，持续时间长达数分钟，这也是目前换流变压器饱和保护现场运行误动作的最主要原因。2019年至今，国内多个换流站发生了多次换流变压器空充过程中饱和保护动作的情况，因此有必要对换流变压器励磁涌流和直流偏磁进行分析，确保饱和保护不误动。

3、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明提供了一种换流变压器饱和保护防误动方法、装置、设备及介质，从而有效解决背景技术中的问题。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种换流变压器饱和保护防误动方法，包括如下步骤：

3、s10：在换流变压器空充时，对合闸后a、b、c三相电流不大于一个半周期内饱和段进行采集；

4、s20：选取所述三相电流中第一个周波峰值最大的电流，预测其第二个周波的波形数据，并计算幅值偏差k；

5、s30：通过所述幅值偏差k与所设定门槛值kset进行比较，判断是否需要对实测中性线电流值进行修正，并计算修正系数α；

6、s40：基于所述修正系数α和实测的中性线电流值，计算修正后的中性线电流值ir；

7、s50：将修正后的所述中性线电流值ir与饱和保护反时限整定值比较，判断保护动作时间。

8、进一步地，在步骤s20中，将选取的所述电流看作只有空载合闸影响，而无直流偏磁叠加，采用单纯励磁涌流模型作为目标模型，模型包括：

9、i(t)＝x1cos(ωt)+x2 sin(ωt)+x3t+x4；

10、ω＝2πf；

11、式中，f为系统频率；xk不随时间变化的常量部分，其中k＝1、2、3、4。

12、进一步地，在步骤s20中，所述幅值偏差k的模型包括：

13、k＝(ir-ip)×100％/ir；

14、式中：ir为电流真实值；ip为电流预测值。

15、进一步地，在步骤s30中，通过所述幅值偏差k与所设定门槛值kset进行比较，具体包括：

16、若k≤kset，则表示只有空载合闸的影响，不需要对实测中性线电流进行修正；

17、若k＞kset，则表示此时为空载合闸和直流偏磁叠加情况，则需要对实测中性线电流值进行修正，消除空载合闸的影响。

18、进一步地，在步骤s30中，所述修正系数α的模型包括：

19、

20、式中：k为幅值偏差；ip为电流预测值；τ为系统衰减时间常数。

21、进一步地，在步骤s40中，修正后的中性线电流值ir的模型包括：

22、ir＝im(1-α)；

23、式中：im为实测的中性线电流值；α为修正系数。

24、进一步地，在步骤s50中，在触发保护动作时，系统应发出报警信号。

25、本发明还包括一种换流变压器饱和保护防误动装置，使用如上述的方法，包括：

26、采集单元，用于在换流变压器空充时，对合闸后a、b、c三相电流不大于一个半周期内饱和段进行采集；

27、计算幅值偏差单元，用于选取所述三相电流中第一个周波峰值最大的电流，预测其第二个周波的波形数据，并计算幅值偏差k；

28、计算修正系数单元，用于通过所述幅值偏差k与所设定门槛值kset进行比较，判断是否需要对实测中性线电流值进行修正，并计算修正系数α；

29、修正单元，用于基于所述修正系数α和实测的中性线电流值，计算修正后的中性线电流值ir；

30、判断单元，用于将修正后的所述中性线电流值ir与饱和保护反时限整定值比较，判断保护动作时间。

31、本发明还包括一种计算机设备，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，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上述的方法。

32、本发明还包括一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述的方法。

33、本发明的有益效果为：

34、本发明能在换流变压器合闸后两个周波(频率50hz下40ms)内识别出是否存在直流偏磁，及时对中性线电流进行修正，防止换流变压器在空载合闸时饱和保护误动，系统可以更准确地识别是否存在饱和保护的触发条件，从而提高了保护系统的可靠性；

35、本发明是在饱和保护原有策略上对中性线电流进行修正，实现简单，并且在实施中性线电流修正时，不会引入额外的复杂性或不稳定性，保持了系统的整体可靠性。

技术特征：

1.一种换流变压器饱和保护防误动方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的换流变压器饱和保护防误动方法，其特征在于，在步骤s20中，将选取的所述电流看作只有空载合闸影响，而无直流偏磁叠加，采用单纯励磁涌流模型作为目标模型，模型包括：

3.根据权利要求1所述的换流变压器饱和保护防误动方法，其特征在于，在步骤s20中，所述幅值偏差k的模型包括：

4.根据权利要求1所述的换流变压器饱和保护防误动方法，其特征在于，在步骤s30中，通过所述幅值偏差k与所设定门槛值kset进行比较，具体包括：

5.根据权利要求1所述的换流变压器饱和保护防误动方法，其特征在于，在步骤s30中，所述修正系数α的模型包括：

6.根据权利要求1所述的换流变压器饱和保护防误动方法，其特征在于，在步骤s40中，修正后的中性线电流值ir的模型包括：

7.根据权利要求1所述的换流变压器饱和保护防误动方法，其特征在于，在步骤s50中，在触发保护动作时，系统应发出报警信号。

8.一种换流变压器饱和保护防误动装置，其特征在于，使用如权利要求1至7中任一项所述的方法，包括：

9.一种计算机设备，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，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结本发明涉及变压器保护技术领域，尤其涉及一种换流变压器饱和保护防误动方法、装置、设备及介质，方法包括在换流变压器空充时，对合闸后A、B、C三相电流不大于一个半周期内饱和段进行采集；选取三相电流中第一个周波峰值最大的电流，预测其第二个周波的波形数据，并计算幅值偏差K；通过幅值偏差K与所设定门槛值K<subgt;set</subgt;进行比较，判断是否需要对实测中性线电流值进行修正，并计算修正系数α；基于修正系数α和实测的中性线电流值计算修正后的中性线电流值i<subgt;r</subgt;；将修正后的中性线电流值i<subgt;r</subgt;与饱和保护反时限整定值比较，判断保护动作时间，能够防止换流变在空载合闸时饱和保护误动，提高饱和保护的可靠性。技术研发人员：郑俊超,葛亚明,任旭超,王业,陈实,孔祥平,李鹏,王晨清,林金娇受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/11/18