靜止變頻器系統輸出變壓器變頻差動保護方法技術方案

靜止變頻器系統輸出變壓器變頻差動保護方法，保護裝置測量SFC系統輸出變壓器各側的三相電流；根據輸出變壓器的聯接方式，以三角形側為基準，對星形側進行相位校正，同時考慮變壓器各側二次額定電流不同，進行各側平衡系數調整，形成各側校正電流和差動電流采樣值，采用發電機保護中不受頻率影響的啟停機保護算法計算校正電流、差動電流和制動電流的幅值；根據差動電流和制動電流的大小，采用比率制動差動特性，實現輸出變壓器變頻比率差動保護。本保護方法適應頻率大范圍變化，與電流速斷保護相比，大大提高了輸出變壓器內部故障檢測的靈敏度。

【技術實現步驟摘要】
靜止變頻器系統輸出變壓器變頻差動保護方法
本專利技術屬于電力系統繼電保護領域，特別涉及SFC系統輸出變壓器變頻差動保護方法和相應的繼電保護裝置或監測裝置。
技術介紹
SFC(靜止變頻器)系統一般用于抽水蓄能機組和大型燃氣輪發電機組，實現機組的變頻啟動。目前，國內的SFC系統均為國外進口設備，SFC系統的繼電保護功能一般集成在SFC調節器中，由于SFC系統輸出變壓器高、低壓側電流的頻率是變化的，而常規變壓器差動保護算法均是基于工頻電流，因此，難以在輸出變壓器上應用。此外國外的SFC系統均未配置輸出變壓器差動保護功能，而以電流速斷保護作為快速主保護，靈敏度低，對被保護設備不利。
技術實現思路
本專利技術的目的是：提供一種SFC系統輸出變壓器變頻差動保護方法，利用發電機保護中不受頻率影響的啟停機保護算法計算輸出變壓器差動電流和制動電流幅值，實現比率制動差動保護，適應頻率大范圍變化，提高輸出變壓器內部故障檢測的靈敏度。本專利技術所采用的技術方案是：靜止變頻器系統輸出變壓器變頻差動保護方法，SFC系統的保護裝置測量SFC系統輸出變壓器各側的三相電流；根據輸出變壓器的聯接方式，進行輸出變壓器各側電流的相位校正和平衡系數調整，形成輸出變壓器各側校正電流和差動電流采樣值，采用發電機保護中不受頻率影響的啟停機保護算法計算校正電流、差動電流和制動電流的幅值；根據差動電流和制動電流的大小，采用比率制動差動特性，實現輸出變壓器變頻比率差動保護。輸出變壓器包括兩圈變或三圈變，根據輸出變壓器的聯接方式，以三角形側為基準，對星形側進行相位校正，同時考慮變壓器各側二次額定電流不同，進行各側平衡系數調整，形成輸出變壓器各側校正電流和差動電流采樣值。采用發電機保護中不受頻率影響的啟停機保護算法計算校正電流、差動電流和制動電流的幅值，適應頻率大范圍變化，其中，啟停機保護算法包括過零點積分算法和電流峰值判別法。各側平衡系數計算方法與采用常規變壓器差動保護相同，設高壓側平衡系數分別為KH，低壓1側平衡系數為KL1，低壓2側平衡系數為KL2；得到iHa.j(k)、iHb.j(k)和iHc.j(k)，分別為高壓側三相校正電流采樣值，iL1a.j(k)、iL1b.j(k)和iL1c.j(k)分別為低壓1側三相校正電流采樣值，iL2a.j(k)、iL2b.j(k)和iL2c.j(k)分別為低壓2側三相校正電流采樣值；由高、低壓側校正電流計算三相差動電流：其中，ida(k)、idb(k)和idc(k)分別為三相差流采樣值。采用發電機保護中不受頻率影響的啟停機保護算法，由高壓側校正電流采樣值計算其幅值(IHa.j、IHb.j和IHc.j)，由低壓1側校正電流采樣值計算其幅值(IL1a.j、IL1b.j和IL1c.j)，由低壓2側校正電流采樣值計算其幅值(IL2a.j、IL2b.j和IL2c.j)，由差動電流采樣值計算其幅值(Ida、Idb和Idc)。由高、低壓側校正電流計算制動電流如下：其中，Ira、Irb和Irc分別為三相制動電流；根據差動電流和制動電流的大小，采用比率制動差動特性，實現輸出變壓器變頻比率差動保護。比率制動差動特性選擇雙折線或多折線比率制動方式、雙斜率比率制動方式或變斜率比率制動方式；雙折線比率制動差動特性的差動保護動作方程：其中，其中Ir為制動電流，Id為差動電流，Is為差動保護啟動電流，It為拐點電流，ka為比率制動系數；采用分相判別，當滿足式(3)動作方程時，輸出變壓器差動保護動作。本專利技術的有益效果是：實現了SFC系統輸出變壓器變頻比率差動保護，本專利技術保護方法適應頻率大范圍變化，與電流速斷保護相比，大大提高了輸出變壓器內部故障檢測的靈敏度。更好地保障設備的安全。附圖說明圖1是本專利技術中SFC系統及輸出變壓器各側電流測量示意圖，TR1為輸入變壓器，TR2為輸出變壓器，Ld為直流電抗器，NB1為網橋側整流橋1，NB2為網橋側整流橋2，MB1為機橋側逆變橋1，MB2為機橋側逆變橋2，VCB1為輸入斷路器，VCB2為輸出斷路器，S1為輸出變低壓側的隔離刀閘，S2為旁路隔離刀閘，CT1和CT2分別為輸出變壓器低壓1側和2側電流互感器，CT3為輸出變壓器高壓側電流互感器。圖2為雙折線比率制動差動特性圖，其中Ir為制動電流，Id為差動電流，Is為差動保護啟動電流，It為拐點電流，k為比率制動系數。圖3為雙斜率比率制動差動特性圖，其中Ir為制動電流，Id為差動電流，Is為差動保護啟動電流，k1和k2分別為比率制動系數1和比率制動系數2，It1和It2為拐點電流1和拐點電流2，兩個拐點電流之間為擬合曲線。圖4為變斜率比率制動差動特性圖，其中Ir為制動電流，Id為差動電流，Is為差動保護啟動電流，k1和k2分別為起始斜率和最大斜率，It為拐點電流，起始斜率和最大斜率之間為變斜率擬合曲線。具體實施方式以下將結合附圖對本專利技術的技術方案進行詳細說明。在圖1中，從輸出變壓器的高、低壓側CT測量各側三相電流，輸出變壓器各側校正電流和差動電流采樣值，是根據輸出變壓器的聯接方式，進行輸出變壓器各側電流的相位校正和平衡系數調整后獲得的。根據輸出變壓器的聯接方式，以三角形側為基準，對星形側進行相位校正，同時考慮變壓器各側二次額定電流不同，進行各側平衡系數調整，形成各側校正電流和差動電流采樣值。以Y,d,d-11聯接方式為例，各側電流以流入變壓器為正方向，設輸出變壓器高壓側三相電流采樣值為iHa(k)、iHb(k)和iHc(k)，低壓1側三相電流采樣值為iL1a(k)、iL1b(k)和iL1c(k)，低壓2側三相電流采樣值為iL2a(k)、iL2b(k)和iL2c(k)，則對高壓側三相電流進行相位校正，如下式：其中，i′Ha(k)、i′Hb(k)和i′Hc(k)為高壓側進行相位校正后的三相電流采樣值。各側平衡系數計算方法與采用常規變壓器差動保護相同，設高壓側平衡系數分別為KH，低壓1側平衡系數為KL1，低壓2側平衡系數為KL2，則高、低壓側校正電流采樣值計算式如下：其中，iHa.j(k)、iHb.j(k)和iHc.j(k)分別為高壓側三相校正電流采樣值，iL1a.j(k)、iL1b.j(k)和iL1c.j(k)分別為低壓1側三相校正電流采樣值，iL2a.j(k)、iL2b.j(k)和iL2c.j(k)分別為低壓2側三相校正電流采樣值。由高、低壓側校正電流計算三相差動電流：其中，ida(k)、idb(k)和idc(k)分別為三相差流采樣值。采用發電機保護中已成熟應用的不受頻率影響的啟停機保護算法(過零點積分算法和電流峰值判別法，參見“陳德樹.計算機繼電保護原理與技術[M].北京：中國電力出版社，1992.”)，由高壓側校正電流采樣值計算其幅值(IHa.j、IHb.j和IHc.j)，由低壓1側校正電流采樣值計算其幅值(IL1a.j、IL1b.j和IL1c.j)，由低壓2側校正電流采樣值計算其幅值(IL2a.j、IL2b.j和IL2c.j)，由差動電流采樣值計算其幅值(Ida、Idb和Idc)。由高、低壓側校正電流計算制動電流如下：其中，Ira、Irb和Irc分別為三相制動電流。根據差動電流和制動電流的大小，采用比率制動差動特性，實現輸出變壓器變頻比率差動保護。比率制動差本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種SFC系統輸出變壓器變頻差動保護方法，其特征是：保護裝置測量SFC系統輸出變壓器各側的三相電流；根據輸出變壓器的聯接方式，以三角形側為基準，對星形側進行相位校正，同時考慮變壓器各側二次額定電流不同，進行各側平衡系數調整，形成各側校正電流和差動電流采樣值，采用發電機保護中不受頻率影響的啟停機保護算法計算校正電流、差動電流和制動電流的幅值；根據差動電流和制動電流的大小，采用比率制動差動特性，實現輸出變壓器變頻比率差動保護。

【技術特征摘要】
1.一種SFC系統輸出變壓器變頻差動保護方法，其特征是：保護裝置測量SFC系統輸出變壓器各側的三相電流；根據輸出變壓器的聯接方式，以三角形側為基準，對星形側進行相位校正，同時考慮變壓器各側二次額定電流不同，進行各側平衡系數調整，形成各側校正電流和差動電流采樣值，采用發電機保護中不受頻率影響的啟停機保護算法計算校正電流、差動電流和制動電流的幅值；根據差動電流和制動電流的大小，采用比率制動差動特性，實現輸出變壓器變頻比率差動保護；根據輸出變壓器的聯接方式，以三角形側為基準，對星形側進行相位校正，同時考慮變壓器各側二次額定電流不同，進行各側平衡系數調整，Y,d,d-11聯接方式的變壓器時，各側平衡系數計算方法與采用常規變壓器差動保護相同，設高壓側平衡系數為KH，低壓1側平衡系數為KL1，低壓2側平衡系數為KL2；得到iHa.j(k)、iHb.j(k)和iHc.j(k)，分別為高壓側三相校正電流采樣值，iL1a.j(k)、iL1b.j(k)和iL1c.j(k)分別為低壓1側三相校正電流采樣值，iL2a.j(k)、iL2b.j(k)和iL2c.j(k)分別為低壓2側三相校正電流采樣值；由高、低壓側校正電流計算三...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳俊，沈全榮，嚴偉，王慧敏，王凱，李華忠，
申請(專利權)人：南京南瑞繼保電氣有限公司， 南京南瑞繼保工程技術有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32