СПОСОБ ПРОДОЛЬНО-ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА Российский патент 2022 года по МПК H02H7/45 

Техническая область

[0001] Настоящее изобретение относится к технической области релейной защиты электроэнергетических систем, в частности относится к способам продольно-дифференциальной защиты трансформатора.

Уровень техники

[0002] Обычно вычисление номинального вторичного тока продольно-дифференциальной защиты трансформатора вычисляется следующим образом:

[0003]

[0004] где

[0005] – это параметр паспортной таблички трансформатора: номинальная емкость; – параметр паспортной таблички трансформатора: номинальное линейное напряжение n-ной стороны; – расчетное значение первичного контура номинального тока n-ной стороны трансформатора; – коэффициент трансформации токового трансформатора n-ной стороны трансформатора; – расчетное значение вторичного номинального тока n-ной стороны трансформатора.

[0006] По сравнению с обыкновенными трансформаторами электроэнергетических систем, последовательные трансформаторы могут иметь разное назначение и использоваться в различных рабочих условиях. Изобретатель настоящего изобретения заметил, что в настоящее время при использовании гибкой передачи электроэнергии переменным током существует достаточно большая амплитуда колебания напряжения обмотки со стороны сетки трансформатора. При чрезвычайно низком напряжении на стороне сетки трансформатора ток короткого замыкания такого трансформатора также является очень низким. В этом случае распространенный способ выявления сбоев посредством продольно-дифференциальной защиты трансформаторов сталкивается с проблемой недостаточной гибкости и часто не удовлетворяет практическим потребностям.

[0007] Когда линия, на которой находится последовательный трансформатор, работает с легкой нагрузкой, и в то же время последовательный трансформатор тоже работает с легкой нагрузкой, ток, проходящий через обмотку последовательного трансформатора, является очень слабым, и напряжение на клеммах на обоих концах обмотки последовательного трансформатора также является очень низким. В этой ситуации, когда в последовательном трансформаторе происходит незначительный внутренний сбой, ток короткого замыкания очень слабый. При использовании распространенного способа вычисления вторичного номинального тока продольно-дифференциальной защиты трансформатора полученный дифференциал тока является очень низким, и, таким образом, степень гибкости реагирования продольно-дифференциальной защиты на незначительные внутренние сбои последовательного трансформатора снижается.

Сущность изобретения

[0008] Традиционный способ продольно-дифференциальной защиты обычно включает следующие этапы: сбор рабочих параметров вторичной стороны устройства продольно-дифференциальной защитыв реальном времени; осуществление вычислений в соответствии с рабочими параметрами данной вторичной стороны и номинальными параметрами данного трансформатора, и определение наличия или отсутствия сбоя в данном трансформаторе.

[0009] На основе традиционного способа продольно-дифференциальной защиты один из вариантов осуществления настоящего изобретения раскрывает способ продольно-дифференциальной защиты трансформатора, включающий следующее: вычисление упомянутых корректировочных параметров трансформатора в соответствии с упомянутым напряжением трансформатора и упомянутыми электрическими параметрами трансформатора, гдеупомянутые электрические параметры трансформатора включают упомянутую номинальную емкость трансформатора, а упомянутые корректировочные параметры трансформатора включают упомянутую емкость трансформатора.

[0010] Наличие или отсутствие сбоя данного трансформатора может определяться в соответствии с рабочими параметрами вторичной стороны устройства продольно-дифференциальной защиты, полученные в реальном времени, и корректировочными параметрами, полученными описанным выше способом.

[0011] Как вариант, вычисление упомянутых корректировочных параметров трансформатора в соответствии с упомянутым напряжением трансформатора, а также упомянутыми электрическими параметрами трансформатора, включает: вычисление упомянутого регулировочного коэффициента трансформатора в соответствии с упомянутым напряжением трансформатора и упомянутыми электрическими параметрами трансформатора; вычисление упомянутых корректировочных параметров в соответствии с упомянутым регулировочным коэффициентом трансформатора и упомянутыми электрическими параметрами трансформатора.

[0012] Кроме того, упомянутые электрические параметры трансформатора включают номинальное напряжение и минимальное расчетное напряжение, при этом вычисление упомянутого регулировочного коэффициента трансформатора в соответствии с упомянутым напряжением трансформатора и упомянутыми электрическими параметрами трансформатора может включать следующее: если упомянутое напряжение трансформатора больше или равно упомянутому минимальному расчетному напряжению, а также упомянутое напряжение трансформатора меньше или равно упомянутому номинальному напряжению, то в соответствии с показательной функцией отношения упомянутого напряжения трансформатора и упомянутого номинального напряжения вычисляется упомянутый регулировочный коэффициент трансформатора, при этом показатель степени упомянутой показательной функции является действительным числом больше 1.

[0013] Кроме того, упомянутые электрические параметры трансформатора включают номинальное напряжение и минимальное расчетное напряжение, при этом вычисление упомянутого регулировочного коэффициента трансформатора в соответствии с упомянутым напряжением трансформатора и упомянутыми электрическими параметрами трансформатора может включать следующее: если упомянутое напряжение трансформатора больше или равно упомянутому минимальному расчетному напряжению, а также упомянутое напряжение трансформатора меньше или равно упомянутому номинальному напряжению, то в соответствии с показательной функцией отношения упомянутого напряжения трансформатора и упомянутого номинального напряжения вычисляется упомянутый регулировочный коэффициент трансформатора, при этом показатель упомянутой показательной функции является положительным действительным числом меньше 1.

[0014] Кроме того, упомянутые электрические параметры трансформатора включают номинальное напряжение и минимальное расчетное напряжение, при этом вычисление упомянутого регулировочного коэффициента трансформатора в соответствии с упомянутым напряжением трансформатора и упомянутыми электрическими параметрами трансформатора также может включать следующее: если упомянутое напряжение трансформатора больше или равно упомянутому минимальному расчетному напряжению, а также упомянутое напряжение трансформатора меньше или равно упомянутому номинальному напряжению, то в соответствии с линейной функцией отношения упомянутого напряжения трансформатора и упомянутого номинального напряжения вычисляется упомянутый регулировочный коэффициент трансформатора.

[0015] Кроме того, упомянутые электрические параметры трансформатора включают номинальное напряжение и минимальное расчетное напряжение, при этом вычисление упомянутого регулировочного коэффициента трансформатора в соответствии с упомянутым напряжением трансформатора и упомянутыми электрическими параметрами трансформатора, также может включать следующее: если упомянутое напряжение трансформатора больше упомянутого номинального напряжения, то упомянутый регулировочный коэффициент трансформатора является постоянной величиной; если упомянутое напряжение трансформатора меньше упомянутого минимального расчетного напряжения, то упомянутый регулировочный коэффициент трансформатора является постоянной величиной.

[0016] Как вариант, данный способ также может включать следующее: в соответствии с упомянутыми корректировочными параметрами вычисляются критические значения рабочих параметров вторичной стороны устройства продольно-дифференциальной защиты, связанного с упомянутым трансформатором; сбор рабочих параметров вторичной стороны упомянутого устройства продольно-дифференциальной защиты, полученные в реальном времени; определение наличия или отсутствия сбоя упомянутого трансформатора в соответствии с упомянутыми рабочими параметрами вторичной стороны, полученными в реальном времени, и упомянутыми критическими значениями.

[0017] Как вариант, в качестве упомянутого трансформатора выступает последовательный трансформатор.

Как вариант, упомянутое напряжение трансформатора может быть фазовым напряжением обмотки со стороны сетки трансформатора, линейным напряжением обмотки со стороны сетки, фазовым напряжением обмотки со стороны клапана или линейным напряжением обмотки со стороны клапана.

[0019] Как вариант, упомянутые электрические параметры трансформатора включают номинальное напряжение и номинальную емкость.

[0020] Как вариант, рабочие параметры вторичной стороны могут включать дифференциальный ток, тормозной ток или тормозной порог.

[0021] Как вариант, упомянутое напряжение трансформатора включает минимальное фазовое напряжение.

[0022] Когда напряжение со стороны сетки трансформатора ниже номинального значения со стороны сетки данного трансформатора, использование описанного выше способа позволяет получить корректировочные параметры данного трансформатора в соответствии с фактическим напряжением и электрическими параметрами данного трансформатора; а затем определить наличие или отсутствие сбоя данного трансформатора в соответствии с данными корректировочными параметрами. Благодаря тому, что, когда напряжение трансформатора ниже номинального значения, корректировочные параметры ниже номинальных параметров, использование настоящего способа для выявления сбоев обладает более высокой степенью гибкости.

Краткое описание прилагаемых чертежей

[0023] Фигура 1 представляет собой схематическое изображение технологического процесса способа продольно-дифференциальной защиты 1000 трансформатора по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

[0024] Фигура 1а представляет собой схематическое изображение электрической модели одного блока обмотки трансформатора.

[0025] Фигура 2 представляет собой схематическое изображение кривой изменения регулировочного коэффициента.

[0026] Фигура 3 представляет собой схематическое изображение кривой изменения регулировочного коэффициента.

[0027] Фигура 4 представляет собой схематическое изображение кривой изменения регулировочного коэффициента.

[0028] Фигура 5 представляет собой схематическое изображение технологического процесса способа продольно-дифференциальной защиты трансформатора 2000 по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

[0029] Фигура 6 представляет собой схематическое изображение технологического процесса способа продольно-дифференциальной защиты трансформатора 3000 по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

[0030] Фигура 7 представляет собой схематическое изображение технологического процесса способа продольно-дифференциальной защиты трансформатора 4000 по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Конкретные варианты осуществления

[0031] Традиционный способ продольно-дифференциальной защиты обычно включает следующие этапы: сбор рабочих параметров вторичной стороны в реальном времени; осуществление вычислений в соответствии с рабочими параметрами вторичной стороны, полученными в реальном времени, и номинальными параметрами данного трансформатора, и определение наличия или отсутствия сбоя в данном трансформаторе.

[0032] Способ продольно-дифференциальной защиты трансформатора 1000, раскрытый в настоящем изобретении, основывается на традиционном способе продольно-дифференциальной защиты, и также включает: этап S110, на котором происходит вычисление корректировочных параметров данного трансформатора в соответствии с напряжением трансформатора и электрическими параметрами трансформатора.

[0033] Кроме того, путем сравнения корректировочных параметров трансформатора, полученных на этапе S110, и рабочих параметров вторичной стороны устройства продольно-дифференциальной защиты можно определять наличие или отсутствие сбоя трансформатора.

[0034] Как вариант, этап S110 также может включать следующие этапы.

[0035] Этап S110A, на котором происходит вычисление регулировочного коэффициента данного трансформатора в соответствии с напряжением трансформатора и электрическими параметрами трансформатора.

[0036] Этап S110B, на котором происходит вычисление корректировочных параметров данного трансформатора в соответствии с регулировочным коэффициентом трансформатора и электрическими параметрами трансформатора.

[0037] Кроме того, этап S110A также может включать:

[0038] Этап S110A1, на котором, если напряжение трансформатора U удовлетворяет формуле (1), то вычисление регулировочного коэффициента трансформатора K может производиться по формуле (2), где α>1.

[0039] U₁≤U≤U_n (1)

[0040] где U₁ – это минимальное расчетное напряжение, а U_n – номинальное напряжение.

[0041] K=(U/U_n)^α (2)

[0042] Или этап S110A также может включать этап S110A2, на котором, если напряжение трансформатора U удовлетворяет формуле (1), то вычисление регулировочного коэффициента трансформатора K может производиться по формуле (2), где 0<α<1.

[0043] Или этап S110A1 также может включать этап S110A3, на котором, если напряжение трансформатора U удовлетворяет формуле (1), то вычисление регулировочного коэффициента трансформатора K может производиться по формуле (3).

[0044] (3),

[0045] где K_min – это полученное значение регулировочного параметра при условии, что U_p равно U₁.

[0046] Кроме того, регулировочный коэффициент K также может вычисляться с помощью линейной функции по другой формуле.

[0047] Кроме того, на этапе S110A, если U>U_n, то регулировочный коэффициент трансформатора K является постоянной величиной, например, равен 1. Если же U<U₁, то регулировочный коэффициент K, вычисленный в соответствии с минимальным расчетным напряжением U₁ и номинальным напряжением U_n, является постоянной величиной K_min. Кроме того, можно сделать так, чтобы U_p=U_1, и рассчитать постоянную величину регулировочного коэффициента трансформатора K_min с помощью описанных выше этапов S110A1, S110A2 и S110A3.

[0048] Как вариант, минимальное расчетное напряжение U₁ может равняться нулю.

[0049] Как вариант, способ 1000 также может включать этап S120 и этап S130A. При этом

[0050] На этапе S120 происходит сбор рабочих параметров вторичной стороны устройства продольно-дифференциальной защиты в реальном времени, соединенного с данным трансформатором.

[0051] На этапе S130A определяется наличие или отсутствие сбоя данного трансформатора в соответствии с рабочими параметрами вторичной стороны, собранных в реальном времени, и корректировочными параметрами трансформатора.

[0052] Кроме того, этап S130A также может включать этап S130 и этап S140.

[0053] На этапе S130 вычисляются критические значения рабочих параметров вторичной стороны в соответствии с данными корректировочными параметрами.

[0054] На этапе S140 определяется наличие или отсутствие сбоя трансформатора в соответствии с рабочими параметрами вторичной стороны, полученными в реальном времени, и критическими значениями рабочих параметров вторичной стороны.

[0055] Кроме того, этап S120 также может осуществляться перед этапом S110 или между этапами S130 и S140.

[0056] Как вариант, в качестве трансформатора, упомянутого на этапе S110, может выступать последовательный трансформатор, и этот последовательный трансформатор может последовательно соединяться с преобразователем тока и другим оборудованием и располагаться на схеме применения.

[0057] Как вариант, трансформатор, упомянутый на этапе S110, может включать один блок обмотки со стороны сетки, а также может включать по крайней мере два блока обмотки со стороны сетки. Данный трансформатор может включать один блок обмотки со стороны клапана, а также может включать по крайней мере два блока обмотки со стороны клапана.

[0058] На Фигуре 1а показана принципиальная схема одного блока обмотки трансформатора, соединенного с устройством продольно-дифференциальной защиты. При этом обмотка фазы A, обмотка фазы B и обмотка фазы C могут представлять собой обмотку трансформатора со стороны сетки или обмотку со стороны клапана трансформатора. Обмотки фаз A, B и C могут располагаться как треугольником, так и звездой.

[0059] Как вариант, напряжение трансформатора, упомянутого на этапе S110, может быть фазовым или линейным напряжением обмотки со стороны сетки трансформатора, а также может быть фазовым или линейным напряжением обмотки со сторонеы клапана трансформатора. Кроме того, напряжение трансформатора, упомянутого на этапе S110, также может быть каким-либо расчетным значением упомянутого напряжения, например: средней величиной эффективных значений фазового напряжения трех фаз или самым малым среди значений минимального фазового напряжения трех фаз и т.д.

[0060] Как вариант, в качестве рабочего параметра вторичной стороны, упомянутого на этапе S110, может выступать ток вторичной стороны устройства продольно-дифференциальной защиты. Кроме того, в качестве рабочих параметров вторичной стороны также могут выступать параметры электроцепи вторичной стороны, полученные в реальном времени, которые могут использоваться для вычисления тока намотки трех фаз A, В и C данного трансформатора, например: напряжение, частота, а также цифровые величины цепи вторичной стороны. Кроме того, рабочие параметры вторичной стороны также могут включать расчетные значения каких-либо данных, связанных с обмоткой трех фаз A, В и C, полученные посредством вышеупомянутых параметров, например: дифференциальный ток, тормозной ток или тормозной порог.

[0061] Кроме того, критические значения рабочих параметров вторичной стороны представляют собой критические значения для выявления сбоя, вычисленные посредством вышеупомянутых рабочих параметров вторичной стороны в условиях фактического рабочего напряжения данного трансформатора. Данные критические значения вычисляются в соответствии с корректировочными параметрами данного трансформатора.

[0062] Как вариант, электрические параметры трансформатора, упомянутые на этапе S110, могут включать номинальное напряжение и номинальную емкость трансформатора, номинальный ток, а также другие номинальные параметры. При этом, номинальное напряжение может быть номинальным фазовым напряжением или номинальным линейным напряжением. При этом, номинальный ток может быть номинальным фазовым током или номинальным линейным током. Номинальное напряжение и номинальный ток могут быть соответствующими электрическими параметрамиобмотки со стороны сетки, или соответствующими электрическими параметрами обмотки со стороны клапана.

[0063] Кроме того, электрические параметры трансформатора также могут включать: другие параметры трансформатора, задействованные в вычислении критических значений рабочих параметров вторичной стороны при номинальном напряжении, например, коэффициент равновесия.

[0064] Как вариант, корректировочными параметрами, упомянутыми на этапе S110, могут быть корректировочные значения электрических параметров трансформатора. Например, корректировочные параметры могут включать емкость трансформатора, при этом под емкостью может пониматься корректировочное значение номинальной емкости трансформатора. Кроме того, корректировочными параметрами также могут быть корректировочные значения параметров, вычисленные с помощью электрических параметров трансформатора. Например, корректировочными параметрами могут быть критические значения рабочих параметров вторичной стороны, полученные в реальном времени и упомянутые на этапе S120.

[0065] Кроме того, этап S110B может включать вычисление корректировочных значений электрических параметров данного трансформатора в соответствии с регулировочным коэффициентом трансформатора и электрическими параметрами трансформатора.

[0066] Электрические параметры, задействованные в вычислениях на этапе S110, могут включать: номинальную емкость, номинальное напряжение, номинальный ток, коэффициент равновесия и другие. Также могут использоваться изначальное значение дифференциального тока и изначальное значение тормозного тока, вычисленные с помощью упомянутых выше электрических параметров.

[0067] Когда напряжение со стороны сетки трансформатора ниже номинального значения со стороны сетки данного трансформатора, использование описанного выше способа позволяет получить корректировочные параметры данного трансформатора, а также определить наличие или отсутствие сбоя данного трансформатора в соответствии с корректировочными параметрами. Благодаря тому, что данные корректировочные параметры являются более гибкими по сравнению с номинальными значениями данного трансформатора, использование данного способа позволяет повысить степень гибкости выявления сбоев.

[0068] Как показано на Фигуре 5, настоящее изобретение раскрывает способ продольно-дифференциальной защиты трансформатора 2000, включающий этапы S210 и S220.

[0069] На этапе S210 происходит вычисление регулировочного коэффициента в соответствии с минимальным фазовым напряжением U_p, минимальным расчетным напряжением U₁ и номинальным фазовым напряжением U_n обмотки последовательного трансформатора.

[0070] На этапе S220 в процессе продольно-дифференциальной защиты в качестве емкости последовательного трансформатора, используемой для вычисления номинального вторичного тока защиты, выступает произведение номинальной емкости, указанной в параметрах на паспортной табличке последовательного трансформатора и регулировочного коэффициента емкости.

[0071] При этом, этап S210 включает этапы S210A, S210B и S210C.

[0072] На этапе S210А, если минимальное фазовое напряжение обмотки последовательного трансформатора U_p выше номинального фазового напряжения U_n, торегулировочный коэффициент емкости принимается за 1.

[0073] На этапе S210B, если минимальное фазовое напряжение обмотки последовательного трансформатора U_p ниже установленного минимального расчетного напряжения U₁, то регулировочный коэффициент емкости принимается за K_min; область решений минимального расчетного напряжения U₁ составляет: 0<U₁<U_n; область решений K_min составляет: 0<K_min<1.

[0074] На этапе S210C, если минимальное фазовое напряжение обмотки последовательного трансформатора U_p выше установленного минимального расчетного напряжения U₁ и ниже номинального фазового напряжения U_n, то регулировочный коэффициент емкости линейно увеличивается по мере увеличения U_p; график значения регулировочного коэффициента емкости образует прямую линию между двух точек координат, где начальной точкой координат является (U₁, K_min), а конечной точкой координат является (U_n, 1).

[0075] В качестве фазового напряжения обмотки последовательного трансформатора выступает напряжение обмотки со стороны сетки или напряжение обмотки со стороны клапана.

[0076] Как показано на Фигуре 1а, в качестве фазового напряжения обмотки, использующегося для вычисления регулировочного коэффициента емкости продольно-дифференциальной защиты последовательного трансформатора, сначала принимается наименьшее из значений фазового напряжения трех фаз A, B, C обмотки последовательного трансформатора, а затем оно сравнивается с номинальным фазовым напряжением обмотки. В качестве фазового напряжения трех фаз A, B, C обмотки последовательного трансформатора может приниматься напряжение обмотки со стороны сетки или напряжение обмотки со стороны клапана. Принятие значения фазового напряжения трех фаз A, B, C обмотки последовательного трансформатора может происходить в тот же момент, что и вычисление текущего дифференциального тока релейного защитного устройства, а также может происходить в момент до вычисления текущего дифференциала; несмотря на то, в какой момент это происходит, необходимо гарантировать, что точка значения напряжения каждой фазы на каждой стороне находится в той же секции, что и фазовое напряжение. При сравнении фазового напряжения трех фаз A, B, C обмотки последовательного трансформатора и номинального фазового напряжения обмотки, если в качестве фазового напряжения трех фаз A, B, C обмотки последовательного трансформатора используется напряжение со стороны сетки, то фазовое напряжение трех фаз A, B, C обмотки последовательного трансформатора сравнивается с номинальным напряжением со стороны сетки последовательного трансформатора; если же в качестве фазового напряжения трех фаз A, B, C обмотки последовательного трансформатора используется напряжение со стороны клапана, то фазовое напряжение трех фаз A, B, C обмотки последовательного трансформатора сравнивается с номинальным напряжением со стороны клапана последовательного трансформатора.

[0077] Если минимальное фазовое напряжение обмотки последовательного трансформатора U_p выше номинального фазового напряжения U_n, то регулировочный коэффициент емкости принимается за 1.

[0078] Если минимальное фазовое напряжение обмотки последовательного трансформатора U_p ниже минимального расчетного напряжения U₁, то в качестве регулировочного коэффициента емкости используется K_min. Область решений минимального расчетного напряжения U₁ составляет: 0<U₁<U_n.

[0079] Если минимальное фазовое напряжение обмотки последовательного трансформатора U_p выше минимального расчетного напряжения и ниже номинального фазового напряжения, то регулировочный коэффициент емкости линейно увеличивается по мере увеличения U_p. График значений регулировочного коэффициента емкости представляет собой прямую линию, связывающую две точки координат. Начальной точкой координат является (U₁, K_min), а конечной точкой координат является (U_n, 1). Фигура 2 представляет собой схематическое изображение кривой изменения регулировочного коэффициента продольно-дифференциальной защиты последовательного трансформатора.

[0080] При нормальной работе последовательного трансформатора минимальное фазовое напряжение обмотки U_p должно быть ниже его номинального фазового напряжения U_n. Таким образом, расчетное значение номинального вторичного тока каждой стороны последовательного трансформатора, отрегулированное в соответствии с настоящим изобретением, ниже расчетного значения номинального вторичного тока каждой стороны трансформатора, полученного традиционным способом, что позволяет увеличить расчетное значение дифференциала тока продольно-дифференциальной защиты и делает продольно-дифференциальную защиту более подходящей к характеристикам точек сбоев внутри и снаружи области, тем самым повышая степень гибкости продольно-дифференциальной защиты.

[0081] Как показано на Фигуре 6, настоящее изобретение раскрывает способ продольно-дифференциальной защиты трансформатора 3000, при этом способ 3000 включает этапы S310A, S310B, S310C и S320. При этом, этапы S310A, S310B и S320 соответствуют этапам способа 2000, имеющим те же названия, поэтому описание этих этапов здесь приводиться не будет.

[0082] На этапе S310C, если минимальное фазовое напряжение обмотки последовательного трансформатора U_p находится в диапазоне значений между установленным минимальным расчетным напряжением U₁ и номинальным фазовым напряжением паспортной таблички последовательного трансформатора U_n, то кривая значений регулировочного коэффициента емкости представляет собой кривую показательной функции с кратным числом минимального фазового напряжения обмотки последовательного трансформатора k_p в качестве независимой переменной, при этом зависимая переменная показательной функции является регулировочным коэффициентом емкости, а индекс показательной функции больше 1; при этом k_p представляет собой отношение минимального фазового напряжения обмотки последовательного трансформатора U_p и номинального фазового напряжения паспортной таблички последовательного трансформатора U_n.

[0083] Кривая изменения регулировочного коэффициента по способу 3000 показана на Фигуре 3.

[0084] При нормальной работе последовательного трансформатора минимальное фазовое напряжение обмотки U_p должно быть ниже его номинального фазового напряжения U_n. Таким образом, емкость трансформатора, отрегулированная в соответствии с настоящим изобретением, ниже номинальной емкости, а расчетное значение номинального вторичного тока каждой стороны последовательного трансформатора ниже расчетного значения номинального вторичного тока каждой стороны последовательного трансформатора, вычисленного посредством номинальной емкости, что позволяет увеличить расчетное значение дифференциала тока продольно-дифференциальной защиты; при этом регулировочный коэффициент емкости и кратное значение минимального фазового напряжения обмотки последовательного трансформатора находятся в отношениях экспоненциальной зависимости, в условиях переходного состояния увеличивается скорость регулировки емкости, вычисляемая по дифференциалу последовательного трансформатора, что делает продольно-дифференциальную защиту более подходящей к характеристикам расчетных точек сбоев внутри и снаружи области, тем самым повышая степень гибкости продольно-дифференциальной защиты.

[0085] Как показано на Фигуре 7, настоящее изобретение раскрывает способ продольно-дифференциальной защиты трансформатора 4000, при этом способ 4000 включает этапы S410A, S410B, S410C и S420. При этом, этапы S410A, S410B и S420 соответствуют этапам способа 2000, имеющим те же названия, поэтому описание этих этапов здесь приводиться не будет.

[0086] На этапе S410C, если минимальное фазовое напряжение обмотки последовательного трансформатора U_p находится в диапазоне значений между минимальным расчетным напряжением U₁ и номинальным фазовым напряжением паспортной таблички последовательного трансформатора U_n, то корректировочный коэффициент емкости k вычисляется по формуле: k=k_p^α, при этом α находится в диапазоне 0<α<1. При этом k_p представляет собой отношение минимального фазового напряжения обмотки последовательного трансформатора U_p и номинального фазового напряжения последовательного трансформатора U_n.

[0087] Кривая изменения регулировочного коэффициента по способу 4000 показана на Фигуре 4.

[0088] При нормальной работе последовательного трансформатора минимальное фазовое напряжение обмотки U_p должно быть ниже его номинального фазового напряжения U_n. Таким образом, емкость трансформатора, отрегулированная в соответствии с настоящим изобретением, ниже номинальной емкости, а расчетное значение номинального вторичного тока каждой стороны последовательного трансформатора ниже расчетного значения номинального вторичного тока каждой стороны последовательного трансформатора, полученного посредством номинальной емкости, что позволяет увеличить расчетное значение дифференциала тока продольно-дифференциальной защиты; в то же время, когда минимальное фазовое напряжение обмотки последовательного трансформатора быстро меняется, амплитуда изменения регулировочного коэффициента емкости достаточно небольшая, что позволяет повысить тормозные характеристики переходного состояния продольно-дифференциальной защиты.

[0089] Настоящее изобретение также раскрывает следующие решения:

[0090] Решение 1 представляет собой способ продольно-дифференциальной защиты последовательного трансформатора, в котором в качестве номинальной емкости последовательного трансформатора, использующейся в процессе продольно-дифференциальной защиты для вычисления номинального вторичного тока защиты, выступает произведение номинальной емкости, указанной в параметрах на паспортной табличке последовательного трансформатора, и регулировочного коэффициента емкости; упомянутый регулировочный коэффициент емкости определяется отношением фазового напряжения обмотки последовательного трансформатора и номинального фазового напряжения.

[0091] Решение 2 базируется на решении 1, при этом: если минимальное фазовое напряжение обмотки последовательного трансформатора U_p выше номинального фазового напряжения U_n, то упомянутый регулировочный коэффициент емкости принимается за 1.

[0092] Решение 3 базируется на решении 1, при этом если минимальное фазовое напряжение обмотки последовательного трансформатора U_p ниже установленного минимального расчетного напряжения U₁, то в качестве упомянутого регулировочного коэффициента емкости используется K_min; область решений минимального расчетного напряжения U₁ составляет: 0<U₁<U_n; область решений K_min составляет: 0<K_min<1.

[0093] Решение 4 базируется на решении 1, при этом если минимальное фазовое напряжение последовательного трансформатора U_p выше установленного минимального расчетного напряжения U₁ и ниже номинального фазового напряжения U_n, то упомянутый регулировочный коэффициент емкости линейно увеличивается по мере увеличения U_p; график значений регулировочного коэффициента емкости образует прямую линию между двух точек координат, где начальной точкой координат является (U₁, K_min), а конечной точкой координат является (U_n, 1).

[0094] Решение 5 базируется на решении 1, при этом в качестве упомянутого фазового напряжения обмотки последовательного трансформатора выступает напряжение обмотки со стороны сетки или напряжение обмотки со стороны клапана.

[0095] Решение 6 представляет собой способ продольно-дифференциальной защиты последовательного трансформатора, при котором в качестве номинальной емкости последовательного трансформатора, использующейся в процессе продольно-дифференциальной защиты для вычисления номинального вторичного тока защиты, выступает произведение номинальной емкости, указанной в параметрах на паспортной табличке последовательного трансформатора, и регулировочного коэффициента емкости; упомянутый регулировочный коэффициент емкости определяется отношением фазового напряжения обмотки последовательного трансформатора и номинального фазового напряжения, а если минимальное фазовое напряжение обмотки последовательного трансформатора U_p находится в диапазоне значений между установленным минимальным расчетным напряжением U₁ и номинальным фазовым напряжением паспортной таблички последовательного трансформатора U_n, то кривая значений корректировочного коэффициента емкости представляет собой кривую показательной функции с кратным числом минимального фазового напряжения обмотки последовательного трансформатора k_p в качестве независимой переменной, при этом зависимая переменная показательной функции является регулировочным коэффициентом емкости, а индекс показательной функции больше 1; при этом k_p представляет собой отношение минимального фазового напряжения обмотки последовательного трансформатора U_p и установленного номинального напряжения паспортной таблички последовательного трансформатора U_n.

[0096] Решение 7 базируется на решении 6, при этом если кратное значение минимального фазового напряжения k_p ниже значения k₁, то регулировочный коэффициент емкости является постоянной величиной K_min, при этом диапазон решений K_min составляет (0, 1), k₁ представляет собой отношение минимального расчетного напряжения U₁ и номинального напряжения паспортной таблички последовательного трансформатора U_n, диапазон решений U₁ составляет (0, U_n); когда кратное значение минимального фазового напряжения k_p больше 1, регулировочный коэффициент емкости является постоянным и принимается за 1.

[0097] Решение 8 базируется на решении 6, при этом в качестве упомянутого фазового напряжения обмотки последовательного трансформатора выступает напряжение обмотки со стороны сетки или напряжение обмотки со стороны клапана.

[0098] Решение 9 представляет собой способ продольно-дифференциальной защиты последовательного трансформатора, при котором в качестве номинальной емкости последовательного трансформатора, использующейся в процессе продольно-дифференциальной защиты для вычисления номинального вторичного тока защиты, выступает произведение номинальной емкости, указанной в параметрах на паспортной табличке последовательного трансформатора и регулировочного коэффициента емкости; при этом упомянутый корректировочный коэффициент емкости k нелинейно изменяется по мере изменения кратного значения минимального фазового напряжения k_p, при этом k_p представляет собой отношение минимального фазового напряжения обмотки последовательного трансформатора U_p и номинального фазового напряжения трансформатора U_n.

[0099] Решение 10 базируется на решении 6, при этом если минимальное фазовое напряжение обмотки последовательного трансформатора U_p находится в диапазоне значений между минимальным расчетным напряжением U₁ и номинальным фазовым напряжением паспортной таблички обмотки последовательного трансформатора U_n, то корректировочный коэффициент емкости k вычисляется по формуле: k=k_p^α, при этом α находится в диапазоне 0<α<1.

[00100] Решение 11 базируется на решении 6, при этом если кратное значение минимального фазового напряжения k_p ниже значения k₁, то регулировочный коэффициент емкости является постоянной величиной K_min, при этом диапазон решений K_min составляет (0, 1), k₁ представляет собой отношение минимального расчетного напряжения U₁ и номинального напряжения паспортной таблички обмотки последовательного трансформатора U_n, диапазон решений U₁ составляет (0, U_n); когда кратное значение минимального фазового напряжения k_p больше 1, регулировочный коэффициент емкости является постоянным и принимается за 1.

[00101] Решение 12 базируется на решении 6, при этом в качестве упомянутого минимального фазового напряжения обмотки последовательного трансформатора выступает напряжение обмотки со стороны сетки или напряжение обмотки со стороны клапана.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение степени гибкости продольно-дифференциальной защиты за счет увеличения значения дифференциала тока продольно-дифференциальной защиты. Согласно способу измеряют рабочие параметры вторичной стороны продольно-дифференциальной защиты в реальном времени, определяют корректировочные параметры трансформатора в соответствии с напряжением трансформатора и электрическими параметрами трансформатора. Электрические параметры трансформатора включают номинальную емкость трансформатора, а корректировочные параметры трансформатора включает емкость трансформатора. Сравнивают корректировочные параметры трансформатора и рабочие параметры вторичной стороны устройства продольно-дифференциальной защиты для определения наличия или отсутствия сбоя трансформатора. Определяют номинальный вторичный ток защиты на основе корректировочных параметров трансформатора и регулируют значение номинального вторичного тока каждой стороны трансформатора в процессе продольно-дифференциальной защиты. 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ продольно-дифференциальной защиты трансформатора, включающий:

измерение рабочих параметров вторичной стороны продольно-дифференциальной защиты в реальном времени, таких как ток вторичной стороны устройства продольно-дифференциальной защиты, напряжение, частота;

определение корректировочных параметров трансформатора в соответствии с напряжением трансформатора и электрическими параметрами трансформатора, при котором электрические параметры трансформатора включают номинальную емкость трансформатора, а корректировочные параметры трансформатора включают емкость трансформатора, при этом емкость представляет собой произведение номинальной емкости и регулировочного коэффициента емкости;

сравнение корректировочных параметров трансформатора и рабочих параметров вторичной стороны устройства продольно-дифференциальной защиты для определения наличия или отсутствия сбоя трансформатора; и

определение номинального вторичного тока защиты и регулирование в процессе продольно-дифференциальной защиты значения номинального вторичного тока каждой стороны трансформатора.

2. Способ по п. 1, при котором определение упомянутых корректировочных параметров трансформатора осуществляется в соответствии с упомянутым напряжением трансформатора и упомянутыми электрическими параметрами трансформатора, включающий:

определение упомянутого регулировочного коэффициента трансформатора в соответствии с упомянутым напряжением трансформатора и упомянутыми электрическими параметрами трансформатора;

определение упомянутых корректировочных параметров в соответствии с упомянутым регулировочным коэффициентом трансформатора и упомянутыми электрическими параметрами трансформатора.

3. Способ по п. 2, при котором упомянутые электрические параметры трансформатора включают номинальное напряжение и минимальное расчетное напряжение,

определение упомянутого регулировочного коэффициента трансформатора в соответствии с упомянутым напряжением трансформатора и упомянутыми электрическими параметрами трансформатора, включая:

если упомянутое напряжение трансформатора выше или равно упомянутому минимальному расчетному напряжению, а также упомянутое напряжение трансформатора меньше или равно упомянутому номинальному напряжению, то в соответствии с показательной функцией отношения упомянутого напряжения трансформатора и упомянутого номинального напряжения определяют упомянутый регулировочный коэффициент трансформатора, при этом показатель упомянутой показательной функции является действительным числом больше 1.

4. Способ по п. 2, при котором упомянутые электрические параметры трансформатора включают номинальное напряжение и минимальное расчетное напряжение,

определение упомянутого регулировочного коэффициента трансформатора происходит в соответствии с упомянутым напряжением трансформатора и упомянутыми электрическими параметрами трансформатора, включая:

если упомянутое напряжение трансформатора выше или равно упомянутому минимальному расчетному напряжению, а также упомянутое напряжение трансформатора меньше или равно упомянутому номинальному напряжению, то в соответствии с показательной функцией отношения упомянутого напряжения трансформатора и упомянутого номинального напряжения определяют упомянутый поправочный коэффициент трансформатора, при этом показатель степени упомянутой показательной функции является положительным действительным числом меньше 1.

5. Способ по п. 2, при котором упомянутые электрические параметры трансформатора включают номинальное напряжение и минимальное расчетное напряжение,

определение упомянутого регулировочного коэффициента трансформатора происходит в соответствии с упомянутым напряжением трансформатора и упомянутыми электрическими параметрами трансформатора, включая:

если упомянутое напряжение трансформатора выше или равно упомянутом минимальному расчетному напряжению, а также упомянутое напряжение трансформатора меньше или равно упомянутому номинальному напряжению, то в соответствии с линейной функцией отношения упомянутого напряжения трансформатора и упомянутого номинального напряжения определяют упомянутый регулировочный коэффициент трансформатора.

6. Способ по п. 2, при котором упомянутые электрические параметры трансформатора включают номинальное напряжение и минимальное расчетное напряжение,

определение упомянутого регулировочного коэффициента трансформатора происходит в соответствии с упомянутым напряжением трансформатора и упомянутыми электрическими параметрами трансформатора, включая:

если упомянутое напряжение трансформатора выше упомянутого номинального напряжения, то упомянутый регулировочный коэффициент трансформатора является постоянной величиной;

если упомянутое напряжение трансформатора ниже упомянутого минимального расчетного напряжения, то упомянутый регулировочный коэффициент трансформатора является постоянной величиной.

7. Способ по любому из пп. 1-6, также включающий следующее:

определение критических значений рабочих параметров стороны второго контура устройства продольно-дифференциальной защиты, связанного с упомянутым трансформатором, в соответствии с упомянутыми корректировочными параметрами;

определение наличия или отсутствия сбоя упомянутого трансформатора в соответствии с упомянутыми оперативными рабочими параметрами стороны второго контура и упомянутыми критическими значениями.

8. Способ по п. 1, при котором упомянутый трансформатор является последовательным трансформатором.

9. Способ по п. 1, при котором упомянутое напряжение трансформатора может быть фазовым напряжением обмотки на стороне сети, линейным напряжением обмотки на стороне сети, фазовым напряжением обмотки на стороне клапана или линейным напряжением обмотки на стороне клапана.

10. Способ по п. 7, при котором упомянутые рабочие параметры стороны второго контура включают

дифференциальный ток, тормозной ток или тормозной порог.

11. Способ по п. 1, при котором упомянутое напряжение трансформатора является минимальным фазовым напряжением.