一种带励磁涌流闭锁功能的断路器充电保护方法技术

本发明专利技术提供一种带励磁涌流闭锁功能的断路器充电保护方法，其设置有励磁涌流闭锁功能，且该断路器充电保护共设置三段充电保护，其中Ⅰ段、Ⅱ段设定电流定值较小，经励磁涌流闭锁，可大大降低充电保护Ⅰ段、Ⅱ段误动概率，同时为防止充电合闸时发生三相短路，充电保护Ⅰ段、Ⅱ段因闭锁发生拒动，专门设置充电保护Ⅲ段，不经任何闭锁，当达到定值时，直接动作出口跳闸，快速切除故障，保障变压器及电网安全稳定运行。本发明专利技术通过设置上述三段充电过流保护，既能防止励磁涌流时充电保护误动作，又可防止发生短路时充电保护拒动，大大提高充电保护动作可靠性，提高充电成功率，而且也可有效减少变压器冲击合闸次数，避免变压器本体因多次冲击合闸损坏。次冲击合闸损坏。次冲击合闸损坏。

【技术实现步骤摘要】
一种带励磁涌流闭锁功能的断路器充电保护方法


[0001]本专利技术属于电路充电保护的
，特别涉及一种带励磁涌流闭锁功能的断路器充电保护方法。

技术介绍

[0002]断路器充电保护是指断路器对新安装的设备或最新服役的电气设备进行充电合闸时采用的保护，充电合闸保护主要用于母线上的母联断路器或母线分段断路器上，在带充电的母线送电时起作用。充电保护接线简单，在定值上可保证高的灵敏度，充电保护一般由相过流保护和零序过流保护组成，当充电过程中发生故障时，充电保护可快速动作，瞬间跳开充电断路器，切除故障。
[0003]变压器是根据电磁感应原理制成的一种静止电器，用于把低电压变成高电压或把高电压变成低电压，是交流电输配系统中的重要电气设备。当合上断路器给变压器充电时，有时可以看到变压器电流表的指针摆得很大，然后很快返回到正常的空载电流值，这个冲击电流通常称之为励磁涌流，特点如下：
[0004]1)涌流含有数值很大的高次谐波分量(主要是二次和三次谐波)，因此，励磁涌流的变化曲线为尖顶波。
[0005]2)励磁涌流的衰减常数与铁芯的饱和程度有关，饱和越深，电抗越小，衰减越快。因此，在开始瞬间衰减很快，以后逐渐减慢，经0.5～1s后其值不超过(0.25～0.5)In。
[0006]3)一般情况下，变压器容量越大，衰减的持续时间越长，但总的趋势是涌流的衰减速度往往比短路电流衰减慢一些。
[0007]4)励磁涌流的数值很大，最大可达额定电流的8～10倍。当整定一台断路器控制一台变压器时。
[0008]在交流电路中，磁通Φ总是落后电压u90
°
相位角。如果在合闸瞬间，电压正好达到最大值时，则磁通的瞬间值正好为零，即在铁芯里一开始就建立了稳态磁通，在这种情况下，变压器不会产生励磁涌流。当合闸瞬间电压为零值时，它在铁芯中所建立的磁通为最大值(－Φm)。可是，由于铁芯中的磁通不能突变，既然合闸前铁芯中没有磁通，这一瞬间仍要保持磁通为零。因此，在铁芯中就出现一个非周期分量的磁通Φfz，其幅值为Φm。这时，铁芯里的总磁通Φ应看成两个磁通相加而成。铁芯中磁通开始为零，到1/2T时，两个磁通相加达最大值，Φ波形的最大值是Φ1波形幅值的两倍。因此，在电压瞬时值为零时合闸情况最严重。虽然我们很难预先知道在哪一瞬间合闸，但是总会介于上面论述的两种极限情况之间。
[0009]变压器绕组中的励磁电流和磁通的关系由磁化特性所决定，铁芯越饱和，产生一定的磁通所需的励磁电流就愈大。由于在最不利的合闸瞬间，铁芯中磁通密度最大值可达2Φm，这时铁芯的饱和情况将非常严重，因而励磁电流的数值大增，这就是变压器励磁涌流的由来。励磁涌流比变压器的空载电流大100倍左右，在不考虑绕组电阻的情况下，电流的峰值出现在合闸后经过半周的瞬间。但是，由于绕组具有电阻，这个电流是要随时间衰减
的。对于容量小的变压器衰减得快，约几个周波即达到稳定，大型变压器衰减得慢，全部衰减持续时间可达几十秒。
[0010]励磁涌流对变压器并无危险，因为这个冲击电流存在的时间很短。但可能造成充电保护误动作。对变压器多次连续合闸充电也是不好的，因为大电流的多次冲击，会引起绕组间的机械力作用，可能逐渐使其固定物松动。因此在变压器需充电时，应防止充电保护误动作，减少变压器合闸充电的次数。
[0011]现有充电保护一般用于线路充电，仅配备简单的过流保护或零序过流保护，用于线路充电时，一般不会误动。但当用于变压器充电时，因变压器合闸送电时，可能发生励磁涌流，简单的过流保护可能会发生误动，为提高变压器充电成功率，需设计一种带励磁涌流的充电保护。

技术实现思路

[0012]针对变压器充电时可能发生励磁涌流，简单的过流保护可能会发生误动的问题，本专利技术提供一种带励磁涌流闭锁功能的断路器充电保护方法。
[0013]本专利技术解决其技术问题所采用的方案是：一种带励磁涌流闭锁功能的断路器充电保护方法，其在充电保护中增加闭锁功能，该闭锁功能包括两种闭锁逻辑，两种闭锁逻辑分别为二次谐波制动和间断角制动，通过经励磁涌流闭锁的充电保护定值整定控制闭锁功能进行电路闭锁保护。
[0014]所述充电保护定值整定包括充电保护Ⅰ段、充电保护II段和充电保护Ⅲ段。
[0015]其中充电保护Ⅰ段为变压器绕组及高压侧引出线的相间短路故障的快速保护，按躲过主变压器额定电流返回整定，同时设置经励磁涌流闭锁，
[0016][0017]K
rel
：可靠系数，取0.8～0.9，K
r
：返回系数，取0.85～0.95，I
TN
：变压器额定电流，n
a
：电流互感器变比。
[0018]充电保护II段为变压器绕组及相邻元件的相间短路故障的后备保护，按变压器低压侧两相短路流过保护的最小短路电流整定，同时应设置经励磁涌流闭锁，
[0019][0020]K
rel
：可靠系数，取1.3～1.5，I
K.max
：变压器低压侧三相短路最大短路电流，n
a
：电流互感器变比。
[0021]充电保护Ⅲ段为变压器绕组及高压侧引出线的相间短路故障的快速保护，按躲过变压器低压侧出口三相短路时流过保护的最大短路电流整定，充电保护Ⅲ段不经过前置闭锁，
[0022][0023]K
rel
：可靠系数，取1.3～1.5，I
K.min
：变压器低压侧三相短路最小短路电流，n
a
：电流互感器变比。
[0024]闭锁逻辑中二次谐波制动的整定范围为15％
‑
20％，间断角制动的闭锁角设置为
60
°‑
70
°
。
[0025]所述闭锁功能进行闭锁保护的方式有闭锁三相测量系统和闭锁一相测量系统。
[0026]二次谐波制动系数按电流中的二次谐波分量与基波分量的比值整定。
[0027]本专利技术的有益效果：本专利技术通过设定经励磁涌流闭锁的充电保护Ⅰ段、II段保护防止变压器充电时因励磁涌流导致充电保护误动作，同时设置不经闭锁的充电保护Ⅲ段防止充电的同时变压器发生短路故障，励磁涌流+短路电流导致CT保护，而充电保护Ⅰ段、II段因闭锁拒动的情况。
[0028]并且充电过流三段设置定值较大，可以保证正常发生励磁涌流时充电保护Ⅲ段不会发生误动作，通过设置上述三段充电过流保护，既能防止励磁涌流时充电保护误动作，又可防止发生短路时充电保护拒动，大大提高充电保护动作可靠性，提高充电成功率，而且也可有效减少变压器冲击合闸次数，避免变压器本体因多次冲击合闸损坏。
附图说明
[0029]图1是现有断路器充电保护配置跳闸逻辑图。
[0030]图2是本专利技术提供的断路器充电保护动作逻辑图。
具体实施方式
[0031]实施例1：断路器充电保护是指断路器对新安装的设备或最新服役的电气设备进行充电合闸时采用的保护本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带励磁涌流闭锁功能的断路器充电保护方法，其特征在于，在充电保护中增加闭锁功能，该闭锁功能包括两种闭锁逻辑，两种闭锁逻辑分别为二次谐波制动和间断角制动，通过经励磁涌流闭锁的充电保护定值整定控制闭锁功能进行电路闭锁保护；所述充电保护定值整定包括充电保护Ⅰ段、充电保护II段和充电保护Ⅲ段，其中充电保护Ⅰ段为变压器绕组及高压侧引出线的相间短路故障的快速保护，按躲过主变压器额定电流返回整定，同时设置经励磁涌流闭锁，K
rel
：可靠系数，取0.8
‑
0.9，K
r
：返回系数，取0.85
‑
0.95，I
TN
：变压器额定电流，n
a
：电流互感器变比；充电保护II段为变压器绕组及相邻元件的相间短路故障的后备保护，按变压器低压侧两相短路流过保护的最小短路电流整定，同时应设置经励磁涌流闭锁，K
rel
：可靠系数，取1.3
‑
1.5，I
K.max
：变压器低压侧三相短路最大短路电流，n

【专利技术属性】
技术研发人员：方书博，樊京伟，
申请(专利权)人：河南国网宝泉抽水蓄能有限公司，
类型：发明
国别省市：