本發(fā)明涉及發(fā)電廠主設(shè)備保護(hù)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，更具體地涉及發(fā)電廠多臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)的斷相檢測(cè)及裝置。

背景技術(shù)：

1、在電力系統(tǒng)中，由于斷路器操作機(jī)構(gòu)及其電氣控制回路等故障引起的斷路器的非全相運(yùn)行導(dǎo)致發(fā)電機(jī)過(guò)熱或燒毀事故，不僅對(duì)電廠是一個(gè)重大的損失，也給電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來(lái)了極大的威脅。自從2012年美國(guó)伊利諾伊州的拜倫核電站發(fā)生斷相故障，引起了核電運(yùn)行研究所(inpo)和世界核運(yùn)行協(xié)會(huì)(wano)的高度重視，但時(shí)至今日類(lèi)似的事件在全球核電機(jī)組仍時(shí)有發(fā)生。

2、據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)核電啟動(dòng)備用變壓器基本采用了ynd或者yny-d的接線方式，長(zhǎng)期處于空載狀態(tài)，負(fù)載電流很小(主要為空載激磁電流，一般為額定電流的0.06％左右)，一旦啟動(dòng)備用變壓器高壓側(cè)發(fā)生斷相故障，常規(guī)的電磁式ct基本無(wú)法反應(yīng)，再加上三角繞組的影響，啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)的220kv母線電壓也無(wú)明顯變化，也就是空載狀態(tài)下無(wú)法通過(guò)常規(guī)的電氣量進(jìn)行反應(yīng)。此時(shí)，一旦投入重要負(fù)荷，三相電壓和電流均會(huì)出現(xiàn)不平衡，從而引起以負(fù)序分量為起動(dòng)元件的多種保護(hù)發(fā)生誤動(dòng)作，最終造成核電站一系列故障事件。

3、根據(jù)專(zhuān)利檢索可知，許繼集團(tuán)有限公司的一篇專(zhuān)利“cn108649532b一種注入式變壓器線路缺相保護(hù)方法及裝置”，通過(guò)在變壓器中性點(diǎn)注入電流得到零序阻抗來(lái)反映變壓器的斷相故障；南京南瑞繼保電氣有限公司的一篇專(zhuān)利“cn108169615b一種基于光學(xué)ct的啟動(dòng)備用變壓器斷相檢測(cè)方法”，采用光學(xué)ct檢測(cè)核電站備用變壓器一次側(cè)三相電流來(lái)反映變壓器的斷相故障。以上方法均僅適用于單臺(tái)變壓器高壓側(cè)近端的斷相故障。因此，暫無(wú)適用于判別多臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)不同斷相點(diǎn)的檢測(cè)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是：提出一種適用于多臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)的斷相檢測(cè)方法及裝置，可以靈敏準(zhǔn)確的識(shí)別空載或輕載工況下啟動(dòng)備用變壓器高壓側(cè)及線路上的斷相故障，并且同時(shí)適用于變壓器中性點(diǎn)接地或者不接地系統(tǒng)，提高啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。

2、為了達(dá)到上述目的，本申請(qǐng)的解決方案是：

3、根據(jù)本申請(qǐng)第一方面，提出了一種適用于多臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)的斷相檢測(cè)方法，包括：

4、測(cè)量進(jìn)線上的三相電流，測(cè)量每臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器中性點(diǎn)零序電壓，采集每臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器中性點(diǎn)接地刀閘位置；

5、基于所述進(jìn)線上的三相電流利用對(duì)稱(chēng)分量法計(jì)算進(jìn)線正序電流和進(jìn)線零序電流；

6、根據(jù)所述進(jìn)線零序電流、每臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器中性點(diǎn)零序電壓和中性點(diǎn)接地刀閘位置判別是否發(fā)生斷相故障及定位故障區(qū)間。

7、根據(jù)一些實(shí)施例，所述方法還包括：響應(yīng)于判定發(fā)生了斷相故障，根據(jù)進(jìn)線上的三相電流判斷發(fā)生斷相故障的相別。

8、根據(jù)一些實(shí)施例，所述測(cè)量進(jìn)線上的三相電流和啟動(dòng)備用變壓器中性點(diǎn)零序電壓在所有啟動(dòng)備用變壓器處于空載及輕載工況下有足夠的精度。

9、根據(jù)一些實(shí)施例，所述根據(jù)所述進(jìn)線零序電流、每臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器中性點(diǎn)零序電壓和中性點(diǎn)接地刀閘位置判別是否發(fā)生斷相故障及定位故障區(qū)間，具體包括：

10、通過(guò)判斷中性點(diǎn)接地刀閘為分位的啟動(dòng)備用變壓器的中性點(diǎn)零序電壓幅值是否超過(guò)預(yù)設(shè)的中性點(diǎn)零序電壓閾值，以及判斷進(jìn)線零序電流幅值是否大于預(yù)設(shè)的零序電流第一閾值、進(jìn)線零序電流幅值是否大于預(yù)設(shè)的零序電流第二閾值綜合判別是否發(fā)生斷相故障及定位故障區(qū)間。

11、根據(jù)一些實(shí)施例，所述根據(jù)所述進(jìn)線零序電流、每臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器中性點(diǎn)零序電壓和中性點(diǎn)接地刀閘位置判別是否發(fā)生斷相故障及定位故障區(qū)間，具體包括：

12、判斷中性點(diǎn)接地刀閘為分位的啟動(dòng)備用變壓器的中性點(diǎn)零序電壓幅值是否大于預(yù)設(shè)的中性點(diǎn)零序電壓閾值，是則判定所述中性點(diǎn)接地刀閘為分位的啟動(dòng)備用變壓器發(fā)生了斷相故障，否則判定所述中性點(diǎn)接地刀閘為分位的啟動(dòng)備用變壓器未發(fā)生斷相故障；

13、若所有中性點(diǎn)接地刀閘為分位的啟動(dòng)備用變壓器均未發(fā)生斷相故障，進(jìn)一步判斷所述進(jìn)線零序電流幅值是否大于預(yù)設(shè)的零序電流第一閾值，若否則判定未發(fā)生斷相故障，若是則進(jìn)一步判斷所述進(jìn)線零序電流幅值是否大于預(yù)設(shè)的零序電流第二閾值，若是則判定進(jìn)線發(fā)生斷相故障，若否則判定中性點(diǎn)接地刀閘為合位的啟動(dòng)備用變壓器高壓側(cè)發(fā)生斷相故障；所述零序電流第二閾值大于所述零序電流第一閾值。

14、根據(jù)一些實(shí)施例，所述中性點(diǎn)零序電壓閾值為k1×un，其中un為啟動(dòng)備用變壓器高壓側(cè)相電壓額定值，k1為可靠系數(shù)，取0.2～0.4。

15、根據(jù)一些實(shí)施例，所述零序電流第一閾值為固定門(mén)檻和浮動(dòng)門(mén)檻中的較大者，所述固定門(mén)檻需大于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的零序不平衡電流幅值，所述浮動(dòng)門(mén)檻為其中為進(jìn)線正序電流幅值，k2為可靠系數(shù)，取0.6～0.8，n為啟動(dòng)備用變壓器的數(shù)量。

16、根據(jù)一些實(shí)施例，所述零序電流第二閾值為固定門(mén)檻和浮動(dòng)門(mén)檻中的較大者，所述固定門(mén)檻需大于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的零序不平衡電流幅值，所述浮動(dòng)門(mén)檻為其中為進(jìn)線正序電流幅值，k3為可靠系數(shù)，取0.5～0.9。

17、根據(jù)一些實(shí)施例，所述根據(jù)進(jìn)線上的三相電流判斷發(fā)生斷相故障的相別，具體為：對(duì)比三相電流的各相電流幅值，電流幅值最小的相即為故障相。

18、根據(jù)一些實(shí)施例，所述方法還包括：響應(yīng)于判定發(fā)生了斷相故障時(shí)，經(jīng)過(guò)設(shè)定延時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)或動(dòng)作于跳閘。

19、根據(jù)本申請(qǐng)第二方面，提出了一種適用于多臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)的斷相檢測(cè)裝置，包括：

20、數(shù)據(jù)采集單元，用于測(cè)量進(jìn)線上的三相電流，測(cè)量每臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器中性點(diǎn)零序電壓，采集每臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器中性點(diǎn)接地刀閘位置；

21、序電流計(jì)算單元，用于基于所述進(jìn)線上的三相電流利用對(duì)稱(chēng)分量法計(jì)算進(jìn)線正序電流和進(jìn)線零序電流；以及，

22、故障判定單元，用于根據(jù)所述進(jìn)線零序電流、每臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器中性點(diǎn)零序電壓和中性點(diǎn)接地刀閘位置判別是否發(fā)生斷相故障及定位故障區(qū)間。

23、根據(jù)一些實(shí)施例，所述裝置還包括：相別判斷單元，用于響應(yīng)于判定發(fā)生了斷相故障，根據(jù)進(jìn)線上的三相電流判斷發(fā)生斷相故障的相別。

24、根據(jù)一些實(shí)施例，所述裝置還包括：動(dòng)作單元，用于響應(yīng)于判定發(fā)生了斷相故障時(shí)，經(jīng)過(guò)設(shè)定延時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)或動(dòng)作于跳閘。

25、根據(jù)本申請(qǐng)第三方面，提出了一種電子設(shè)備，包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有程序，所述程序能夠被所述處理器加載執(zhí)行前述的適用于多臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)的斷相檢測(cè)方法。

26、根據(jù)本申請(qǐng)第四方面，提出了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)前述的適用于多臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)的斷相檢測(cè)方法。

27、和現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比，本發(fā)明的有益效果是：本申請(qǐng)通過(guò)對(duì)進(jìn)線零序電流、所有啟動(dòng)備用變中性點(diǎn)零序電壓進(jìn)行分析，可以有效識(shí)別空載及輕載工況下啟動(dòng)備用變壓器高壓側(cè)及線路上的斷相故障，同時(shí)適用于變壓器中性點(diǎn)接地或者不接地系統(tǒng)。

技術(shù)特征：

1.一種適用于多臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)的斷相檢測(cè)方法，其特征是，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的一種適用于多臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)的斷相檢測(cè)方法，其特征是，還包括：響應(yīng)于判定發(fā)生了斷相故障，根據(jù)進(jìn)線上的三相電流判斷發(fā)生斷相故障的相別。

3.如權(quán)利要求1所述的一種適用于多臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)的斷相檢測(cè)方法，其特征是，所述測(cè)量進(jìn)線上的三相電流和啟動(dòng)備用變壓器中性點(diǎn)零序電壓在所有啟動(dòng)備用變壓器處于空載及輕載工況下有足夠的精度。

4.如權(quán)利要求1所述的一種適用于多臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)的斷相檢測(cè)方法，其特征是，所述根據(jù)所述進(jìn)線零序電流、每臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器中性點(diǎn)零序電壓和中性點(diǎn)接地刀閘位置判別是否發(fā)生斷相故障及定位故障區(qū)間，具體包括：

5.如權(quán)利要求1所述的一種適用于多臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)的斷相檢測(cè)方法，其特征是，所述根據(jù)所述進(jìn)線零序電流、每臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器中性點(diǎn)零序電壓和中性點(diǎn)接地刀閘位置判別是否發(fā)生斷相故障及定位故障區(qū)間，具體包括：

6.如權(quán)利要求5所述的一種適用于多臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)的斷相檢測(cè)方法，其特征是，所述中性點(diǎn)零序電壓閾值為k1×un，其中un為啟動(dòng)備用變壓器高壓側(cè)相電壓額定值，k1為可靠系數(shù)，取0.2～0.4。

7.如權(quán)利要求5所述的一種適用于多臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)的斷相檢測(cè)方法，其特征是，所述零序電流第一閾值為固定門(mén)檻和浮動(dòng)門(mén)檻中的較大者，所述固定門(mén)檻需大于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的零序不平衡電流幅值，所述浮動(dòng)門(mén)檻為其中為進(jìn)線正序電流幅值，k2為可靠系數(shù)，取0.6～0.8，n為啟動(dòng)備用變壓器的數(shù)量。

8.如權(quán)利要求5所述的一種適用于多臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)的斷相檢測(cè)方法，其特征是，所述零序電流第二閾值為固定門(mén)檻和浮動(dòng)門(mén)檻中的較大者，所述固定門(mén)檻需大于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的零序不平衡電流幅值，所述浮動(dòng)門(mén)檻為其中為進(jìn)線正序電流幅值，k3為可靠系數(shù)，取0.5～0.9。

9.如權(quán)利要求2所述的一種適用于多臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)的斷相檢測(cè)方法，其特征是，所述根據(jù)進(jìn)線上的三相電流判斷發(fā)生斷相故障的相別，具體為：對(duì)比三相電流的各相電流幅值，電流幅值最小的相即為故障相。

10.如權(quán)利要求1所述的一種適用于多臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)的斷相檢測(cè)方法，其特征是，還包括：

11.一種適用于多臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)的斷相檢測(cè)裝置，其特征是，包括：

12.如權(quán)利要求11所述的一種適用于多臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)的斷相檢測(cè)裝置，其特征是，還包括：相別判斷單元，用于響應(yīng)于判定發(fā)生了斷相故障，根據(jù)進(jìn)線上的三相電流判斷發(fā)生斷相故障的相別。

13.如權(quán)利要求11所述的一種適用于多臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)的斷相檢測(cè)裝置，其特征是，還包括：動(dòng)作單元，用于響應(yīng)于判定發(fā)生了斷相故障時(shí)，經(jīng)過(guò)設(shè)定延時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)或動(dòng)作于跳閘。

14.一種電子設(shè)備，其特征在于：包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有程序，所述程序能夠被所述處理器加載執(zhí)行如權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述方法。

15.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于多臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器系統(tǒng)的斷相檢測(cè)方法及裝置。方法包括：測(cè)量進(jìn)線上的三相電流，測(cè)量每臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器中性點(diǎn)零序電壓，采集每臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器中性點(diǎn)接地刀閘位置；基于所述進(jìn)線上的三相電流利用對(duì)稱(chēng)分量法計(jì)算進(jìn)線正序電流和進(jìn)線零序電流；根據(jù)所述進(jìn)線零序電流、每臺(tái)啟動(dòng)備用變壓器中性點(diǎn)零序電壓和中性點(diǎn)接地刀閘位置判別是否發(fā)生斷相故障及定位故障區(qū)間。該方法適用于多臺(tái)啟備變并聯(lián)方式，并且同時(shí)適用于變壓器中性點(diǎn)接地或者不接地系統(tǒng)，可以有效識(shí)別空載及輕載工況下啟動(dòng)備用變壓器高壓側(cè)及線路上的斷相故障。

技術(shù)研發(fā)人員：徐天樂(lè),王洪林,王光,石祥建,張琦雪,徐杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京南瑞繼保電氣有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19