本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)變壓器繼電保護(hù)，特別是一種雙浮球瓦斯繼電器重瓦斯動(dòng)作整定值校驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

1、隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，由變壓器本體瓦斯保護(hù)誤動(dòng)而引起變壓器跳閘的故障次數(shù)逐漸增加，使得主變的安全穩(wěn)定運(yùn)行受到影響。

2、瓦斯繼電器安裝在油箱與儲(chǔ)油柜之間的連通管上，是變壓器主要保護(hù)元件之一。瓦斯繼電器作為瓦斯保護(hù)中重要的非電量保護(hù)裝置，與電量保護(hù)相比，瓦斯繼電器具有靈敏度高、動(dòng)作迅速等優(yōu)點(diǎn)，其良好的保護(hù)性可以提前發(fā)現(xiàn)變壓器的潛伏性故障，并及時(shí)切斷主變，避免故障的持續(xù)擴(kuò)大，這對(duì)變壓器的保護(hù)非常重要。瓦斯繼電器主要分為開(kāi)口杯擋板式瓦斯繼電器、單浮子瓦斯繼電器以及雙浮子瓦斯繼電器等，隨著變電站數(shù)目的增多以及規(guī)模的增大，雙浮子瓦斯繼電器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。瓦斯保護(hù)是變壓器內(nèi)部故障的主要非電量保護(hù)，但目前實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)中瓦斯保護(hù)整定值都是依據(jù)相關(guān)國(guó)家提供的測(cè)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行選取，可靠性無(wú)從驗(yàn)證。

3、目前，對(duì)于雙浮球瓦斯繼電器重瓦斯動(dòng)作整定值的校驗(yàn)，往往是通過(guò)傳統(tǒng)瓦斯繼電器校驗(yàn)臺(tái)完成的。進(jìn)行涌動(dòng)油流沖擊實(shí)驗(yàn)，對(duì)雙浮球瓦斯繼電器安裝管道內(nèi)油流流速進(jìn)行測(cè)量，并采集雙浮球瓦斯繼電器重瓦斯動(dòng)作時(shí)油流的流速，以此作為雙浮球瓦斯繼電器重瓦斯動(dòng)作整定值。然而，在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)動(dòng)作值與雙浮球瓦斯繼電器重瓦斯的實(shí)際動(dòng)作值通常不會(huì)完全相等，二者之間通常存在一定的誤差。

4、因此，如何提供一種新的雙浮球瓦斯繼電器重瓦斯動(dòng)作整定值校驗(yàn)方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種雙浮球瓦斯繼電器重瓦斯動(dòng)作整定值校驗(yàn)方法，以解決現(xiàn)有雙浮子瓦斯繼電器重瓦斯動(dòng)作整定值的校驗(yàn)方法會(huì)產(chǎn)生較大校正誤差的問(wèn)題。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種雙浮球瓦斯繼電器重瓦斯動(dòng)作整定值校驗(yàn)方法，它包括以下步驟：

3、搭建變壓器故障模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，所述變壓器故障模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)用于模擬不同能量大小的變壓器重瓦斯故障；

4、搭建瓦斯繼電器機(jī)械響應(yīng)平臺(tái)，所述瓦斯繼電器機(jī)械響應(yīng)平臺(tái)用于監(jiān)測(cè)管道處壓力與流速特征，并輸出壓力與流速隨時(shí)間變化的關(guān)系；

5、建立瓦斯繼電器三維有限元分析模型，以超聲波流速傳感器測(cè)得入口流速作為數(shù)值仿真計(jì)算邊界條件；

6、建立瓦斯繼電器受力分析模型，根據(jù)擋板受力情況，模擬擋板運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

7、對(duì)瓦斯繼電器重瓦斯動(dòng)作特性以及擋板機(jī)械響應(yīng)特性進(jìn)行數(shù)值仿真計(jì)算；

8、提取實(shí)驗(yàn)測(cè)得重瓦斯動(dòng)作時(shí)刻管道流速與壓力數(shù)據(jù)，與仿真計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)比分析，確定雙浮球瓦斯繼電器整定值判定因素；

9、判斷實(shí)驗(yàn)測(cè)得重瓦斯動(dòng)作時(shí)刻管道流速與仿真計(jì)算重瓦斯動(dòng)作時(shí)刻管道流速是否吻合；

10、如果數(shù)據(jù)吻合則以管道流速作為雙浮球瓦斯繼電器整定值判斷依據(jù)；

11、如果流速數(shù)據(jù)不吻合，則提取實(shí)驗(yàn)測(cè)得與仿真計(jì)算重瓦斯動(dòng)作時(shí)刻管道內(nèi)油流加速度為整定值判斷依據(jù)；

12、根據(jù)上述判斷依據(jù)，對(duì)雙浮球瓦斯繼電器重瓦斯動(dòng)作整定值進(jìn)行重新修正。

13、進(jìn)一步地，所述變壓器故障模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以空氣炮為激勵(lì)源，減壓閥控制壓力大小，模擬不同能量大小的變壓器重瓦斯故障。

14、進(jìn)一步地，監(jiān)測(cè)管道處壓力與流速特征，并輸出壓力與流速隨時(shí)間變化的關(guān)系包括：

15、采用超聲波流速傳感器監(jiān)測(cè)雙浮球瓦斯繼電器安裝管道油流流速變化；

16、采用壓力傳感器分別對(duì)雙浮球瓦斯繼電器進(jìn)口與出口處管道內(nèi)油流壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

17、進(jìn)一步地，以超聲波流速傳感器測(cè)得入口流速作為數(shù)值仿真計(jì)算邊界條件包括：以超聲波流速傳感器測(cè)量得出瓦斯繼電器安裝管道流速為激勵(lì)信號(hào)，從而作為仿真計(jì)算入口邊界條件，具體過(guò)程包括：

18、采用超聲波流速傳感器測(cè)量雙浮球瓦斯繼電器安裝管道油流流速；

19、使用信號(hào)采集儀輸出超聲波流速傳感器電壓與時(shí)間的數(shù)據(jù)，基于matlab反推出流速隨時(shí)間變化的關(guān)系，并擬合出入口流速與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系；

20、通過(guò)define_profile宏設(shè)置數(shù)值仿真計(jì)算中入口處的流速隨時(shí)間的變化關(guān)系。其中，define_profile宏為define_profile?(name,?t,?i)宏。

21、進(jìn)一步地，建立瓦斯繼電器受力分析模型的具體過(guò)程如下：

22、通過(guò)compute_force_and_moment內(nèi)部函數(shù)提取在涌動(dòng)油流沖擊時(shí)，擋板繞轉(zhuǎn)動(dòng)中心的力矩 m1；

23、測(cè)量雙浮球瓦斯繼電器內(nèi)部永磁體與擋板之間的吸力力矩 m2；

24、計(jì)算擋板的重力，進(jìn)一步計(jì)算出擋板繞轉(zhuǎn)動(dòng)中心的重力力矩 m3；

25、計(jì)算擋板受到的總力矩 m= m1+ m3- m2，計(jì)算出擋板轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω= m/ i， i表示擋板的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

26、進(jìn)一步地，對(duì)瓦斯繼電器重瓦斯動(dòng)作特性以及擋板機(jī)械響應(yīng)特性進(jìn)行數(shù)值仿真計(jì)算的具體過(guò)程如下：

27、采用混合網(wǎng)格技術(shù)對(duì)瓦斯繼電器三維有限元分析模型進(jìn)行網(wǎng)格剖分；

28、根據(jù)雙浮球瓦斯繼電器受力分析模型建立擋板運(yùn)動(dòng)方程，通過(guò)define_cg_motion宏實(shí)現(xiàn)擋板運(yùn)動(dòng)控制；其中，define_cg_motion宏為define_cg_motion?(name,?dt,?vel,omega,?time,?dtime)宏。

29、基于數(shù)值仿真計(jì)算方法，計(jì)算出雙浮球瓦斯繼電器三維仿真模型擋板運(yùn)動(dòng)特性以及壓力分布信息。

30、進(jìn)一步地，提取實(shí)驗(yàn)測(cè)得重瓦斯動(dòng)作時(shí)刻管道流速與壓力數(shù)據(jù)，與仿真計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)比分析，確定雙浮球瓦斯繼電器整定值判定因素，包括：

31、對(duì)比實(shí)驗(yàn)測(cè)得重瓦斯報(bào)警時(shí)管道流速與數(shù)值仿真計(jì)算重瓦斯報(bào)警時(shí)入口流速；

32、若對(duì)比結(jié)果吻合則證明重瓦斯報(bào)警是由于流速的作用；

33、若對(duì)比結(jié)果不吻合則證明重瓦斯報(bào)警不是流速的作用，則進(jìn)一步探究流動(dòng)特征量。

34、進(jìn)一步地，提取實(shí)驗(yàn)測(cè)得與仿真計(jì)算重瓦斯動(dòng)作時(shí)刻管道內(nèi)油流加速度為整定值判斷依據(jù)的具體過(guò)程包括：

35、提取數(shù)值仿真計(jì)算重瓦斯動(dòng)作油流加速度與實(shí)驗(yàn)測(cè)量重瓦斯動(dòng)作油流加速度，對(duì)比實(shí)驗(yàn)測(cè)得重瓦斯報(bào)警時(shí)管道油流加速度與數(shù)值仿真計(jì)算重瓦斯報(bào)警時(shí)入口油流加速度，驗(yàn)證重瓦斯報(bào)警的決定因素；

36、如果實(shí)驗(yàn)測(cè)得重瓦斯報(bào)警時(shí)管道油流加速度與數(shù)值仿真計(jì)算重瓦斯報(bào)警時(shí)入口油流加速度數(shù)據(jù)吻合，則以管道油流加速度作為雙浮球瓦斯繼電器整定值判斷依據(jù)。

37、進(jìn)一步地，所述變壓器故障模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括安裝在油路管道上的空氣炮、涌動(dòng)油流發(fā)生腔、油枕、流速傳感器、壓力傳感器和瓦斯繼電器；所述空氣炮用于提供不同壓強(qiáng)的壓縮空氣；涌動(dòng)油流發(fā)生腔用于為壓縮空氣提供膨脹做功空間，并激勵(lì)油路管道產(chǎn)生涌動(dòng)油流；油枕用于儲(chǔ)油或補(bǔ)油；油枕的出油口處安裝有蝶閥；油路管道靠近油枕出油口的一端安裝有波紋管；波紋管用于對(duì)油路管道進(jìn)行糾偏及抑振處理。

38、本發(fā)明有益效果：相比于現(xiàn)有單純基于瓦斯繼電器校驗(yàn)臺(tái)測(cè)得流速整定值方法，本發(fā)明方法采用三維模型與實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法，分別對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)測(cè)得與仿真分析結(jié)果中油流流速與油流加速度的吻合關(guān)系，進(jìn)一步選取合適的流動(dòng)特征量作為雙浮球瓦斯繼電器重瓦斯動(dòng)作整定值，不僅能夠?qū)﹄p浮球瓦斯繼電器的動(dòng)作整定值進(jìn)行修正，而且能顯著降低雙浮球瓦斯繼電器重瓦斯動(dòng)作整定值校驗(yàn)的誤差，有效解決了現(xiàn)有雙浮子瓦斯繼電器重瓦斯動(dòng)作整定值的校驗(yàn)方法會(huì)產(chǎn)生較大校正誤差的問(wèn)題。