本发明涉及电气，并且更具体地，涉及一种基于电气量突变起始时间差的变压器速断保护方法及装置。
背景技术：
1、电力变压器作为电力系统主要设备其安全可靠运行至关重要。变压器在发生内部故障后，由变压器继电保护装置实现故障检测、故障切除，从而保障变压器的设备安全及电力系统的稳定运行。
2、电流差动保护作为变压器的主要保护，因其原理简单、选择性好而得到广泛应用。常规差动保护为了避免由于ct饱和以及励磁涌流等非内部故障异常状态，导致的误动作，配置了相应的闭锁元件。因此，常规差动保护的动作时间与这些闭锁元件的性能关联密切。同时，为了避免变压器发生内部严重故障时，保护动作速度受到上述闭锁元件的影响而无法快速动作切除故障，通常在变压器保护装置中还配置了不经任何闭锁的差动速断保护元件。根据相关技术标准要求，差动保护的动作时间为不超过30ms，差速断动作时间为不超过20ms。然而，近年来，出现在发生严重故障情况下，故障电流上升速度极快，能量的在短时间内快速累积，热量无法得到及时释放，最终导致变压器发生爆炸燃烧，为了解决此问题，要求变压器差速断保护在严重故障场景下应在5ms内识别故障并动作；但常规变压器差速断保护定值较高，动作速度较慢，在原理上很难满足速动性需求。故亟待提出一种能在涌流场景下快速识别涌流特征、保证保护安全性、可靠性，又在故障场景下快速识别故障特征，实现超高速、超灵敏动作的差动保护方法。
技术实现思路
1、为了解决现有的变压器严重故障下基于采样值的快速差动速断保护灵敏度不足、动作速度较慢的问题，本发明提供一种基于电气量突变起始时间差的变压器速断保护方法及装置。
2、根据本发明的一个方面，提供了一种基于电气量突变起始时间差的变压器速断保护方法，包括：
3、对于当前采样点t，通过预先确定的保护启动时刻判断规则判断保护是否启动；
4、若保护启动，则以当前采样点为保护启动点tstart，随后通过预先确定的电压积分起始时刻判断规则确定保护判断结果类别，仅当判断结果类别为故障类时，进入电流积分起始时刻判断步骤，否则直接闭锁保护；
5、通过预先确定的电流积分起始时刻判断规则确定保护所进入的档位，并确定电流积分起始时刻tcur；根据保护所进入的档位确定基础动作门槛曲线参数及峰值制动系数；
6、自电压积分起始时刻tvol始，至保护启动点后的第12个采样点终，求取得到三相电流变化量绝对值积分；通过预设方式分别确定基础动作门槛曲线kthreshold(t)和总峰值制动增量曲线sthreshold(t)；
7、仅当电流积分起始时刻之后任意采样点完全满足时，允许该采样点动作出口：式中，为三相电流变化量绝对值积分，代表各相，kthreshold(t)为基础动作门槛曲线，sthreshold(t)为总峰值制动增量曲线，为三相比率制动量。
8、可选地，通过以下方式确定保护启动时刻判断规则：
9、定义保护启动时刻为tstart，并将tstart置0；定义变压器高压侧三相电流分别为ia、ib、ic，按式(1)求取三相电流的变化量式中，t为当前时刻：
10、
11、再按式(2)定义相间电流差平方和
12、
13、再按式(3)定义额定启动电流iσ；
14、
15、式中，ie为变压器铭牌上标记的额定电流值有效值，in为ct额定电流；
16、再按式(4)定义特定时间窗内的相间电流差平方和最大值
17、
18、对于当前时刻t，前一个采样点时刻t-1，前两个采样点时刻t-2，按式(5)对三个采样点进行启动判断：
19、
20、式中为启动系数，按差流达0.5p.u.时能灵敏启动整定；当式(5)中三式均满足时，定义时刻t-2为疑似启动时刻
21、再按式(6)定义高压侧零序电流i0：
22、i0(t)＝(ia(t)+ib(t)+ic(t))/3 (6)
23、再按式(7)定义高压侧零序电流最大值i0max：
24、i0max(t)＝max{i0(t)|t∈[t-24,t-12]} (7)
25、对于当前时刻t，前一个采样点时刻t-1，前两个采样点时刻t-2，按式(8)对三个采样点进行启动判断：
26、
27、式中为零序启动系数，按差流达0.5p.u.时能灵敏启动整定；当式(8)中三式均满足时，定义时刻t-2为疑似启动时刻对于任意采样点，当该采样点属于疑似启动时刻或疑似启动时刻中任一情况，则判断该采样点为保护启动时刻，并将该采样点的时间戳覆盖tstart的值；一旦tstart≠0，则停止后续所有采样点的保护启动时刻判据判定。
28、可选地，通过以下方式确定电压积分起始时刻判断规则：
29、定义变压器高压侧三相电压为ua、ub、uc；定义高压侧相电压有效值为ue；对于需要进行电压积分起始时刻判断的任意采样点，按式(9)求取三相电压的变化量
30、
31、再按式(10)定义相间电流差平方和
32、
33、再按式(11)定义特定时间窗内的相间电流差平方和最大值
34、
35、在已经确定保护启动点tstart的条件下，依照保护启动点及其附近各采样点的情况，将判断结果分为涌流类、故障类和ct断线类三类；根据判断结果的类别的不同定义电压积分起始时刻tvol；
36、当判断结果的类别为涌流类时，对于采样点tstart-1(也即保护启动点前一个采样点)，判断其是否满足式(12)：
37、
38、式中为电压起始低定值，该定值按躲过系统最大不平衡量，按无异常时保护启动时刻前一个采样点(即采样点tstart-1)不满足式(12)进行整定；若采样点满足上式，则判定保护进入涌流闭锁逻辑，并将tvol置0；否则进入故障类判别；
39、当判断结果的类别为故障类时，该定值按最小区内故障下，保护启动时刻满足式(12)，而保护启动时刻前一个采样点不满足式(12)进行整定；对于采样点tstart，判断其是否满足式(12)；若满足，则判定保护进入故障动作逻辑，并以此采样点的时间戳为电压积分起始时刻tvol；否则进入ct断线类判别；
40、当判断结果的类别为ct断线类时，对于采样点tstart+1(也即保护启动点后一个采样点)，判断其是否满足式(13)：
41、
42、式中，为电压积分起始高定值，定值整定按式(12)中右侧括号内的2倍进行整定；若满足，则视同保护进入故障动作逻辑，并以此采样点的时间戳为电压起始时刻tvol；否则判定保护进入ct断线闭锁逻辑，并将tvol置0。
43、可选地，通过以下方式确定电流积分起始时刻判断规则：
44、当判断场景为档位0时，在已经确定保护启动点tstart，且tvol≠0的条件下，对于采样点tstart，判断式(13)是否成立：
45、
46、式中为档位0电流积分起始定值；若成立，则认为保护启动点tstart满足电流积分起始条件，定义保护进入档位0，以此采样点的时间戳为电流积分起始时刻tcur，并进行下一步操作；否则，尝试进入档位1继续判断；
47、当判断场景为档位1时，在已经确定保护启动点tstart，且tvol≠0的条件下，对于采样点tstart+1，判断式(14)是否成立：
48、
49、式中，为档位1电流积分起始定值；
50、若成立，则认为采样点tstart+1满足电流积分起始条件，定义保护进入档位1，以此采样点的时间戳为电流积分起始时刻tcur，并进行下一步操作；否则，判定保护进入其他档位，电流积分起始时刻判断方法直接闭锁保护。
51、可选地，所述自电压积分起始时刻tvol始，至保护启动点后的第12个采样点终，求取得到三相电流变化量绝对值积分，包括：
52、定义变压器低压侧三相电流分别为ia，ib，ic，按式(15)求取低压侧三相电流的变化量式中，t为当前时刻：
53、
54、再按式(16)求取三相小差差流变化量的绝对值，即：
55、
56、在保护启动后但未找到电流积分起始时刻的条件下，令当前时刻的三相小差差流变化量的绝对值为0；
57、在保护启动后，且已经找到电压积分起始时刻tvol的条件下，自电压积分起始时刻tvol始，至保护启动点后的第12个采样点终，按式(17)对每个采样点的三相小差差流变化量绝对值进行求和操作，得到三相电流变化量绝对值积分：
58、
59、可选地，所述通过预设方式分别确定基础动作门槛曲线kthreshold(t)和总峰值制动增量曲线sthreshold(t)，包括：
60、在已经确定保护启动点tstart后，但尚未发现电流起始时刻tcur的条件下，令从保护启动时刻tstart到当前时刻t的临时基础动作门槛为kthreshold(t)＝9p.u.；
61、在已经确定保护启动点tstart，且已经发现电流起始时刻tcur的条件下，首先根据保护所进入的档位定义描述基础动作门槛曲线形状的参数：
62、若保护进入档位0，则令第tstart+2点定值为4p.u.，令第tstart+3点定值为4.5p.u.，令第tstart+4点至第tstart+12点定值为90p.u.；
63、若保护进入档位1，则令第tstart+2点定值为4p.u.，令第tstart+3点定值为4.5p.u.，令第tstart+4点定值为5p.u.，令第tstart+6点至第tstart+12点定值为90p.u.。
64、可选地，该方法还包括：
65、定义三相峰值制动动作门槛增量函数为定义总峰值制动动作门槛增量函数sthreshold(t)；
66、在已经确定保护启动点tstart，且已经发现电流积分起始时刻tcur的条件下，自时刻tcur开始，按式(18)确定每个采样点的总峰值制动动作门槛增量函数的数值：
67、
68、其中，scoe为峰值制动系数，用于调整保护方法的灵敏度。
69、根据本发明的又一个方面，提供了一种基于电气量突变起始时间差的变压器速断保护装置，包括：
70、第一判断模块，用于对于当前采样点t，通过预先确定的保护启动时刻判断规则判断保护是否启动；
71、第二判断模块，用于若保护启动，则以当前采样点为保护启动点tstart，随后通过预先确定的电压积分起始时刻判断规则确定保护判断结果类别，仅当判断结果类别为故障类时，进入电流积分起始时刻判断步骤，否则直接闭锁保护；
72、第三判断模块，用于通过预先确定的电流积分起始时刻判断规则确定保护所进入的档位，并确定电流积分起始时刻tcur；根据保护所进入的档位确定基础动作门槛曲线参数及峰值制动系数；
73、确定模块，用于自电压积分起始时刻tvol始，至保护启动点后的第12个采样点终，求取得到三相电流变化量绝对值积分；通过预设方式分别确定基础动作门槛曲线kthreshold(t)和总峰值制动增量曲线sthreshold(t)；
74、动作模块，用于仅当电流积分起始时刻之后任意采样点完全满足时，允许该采样点动作出口：式中，为三相电流变化量绝对值积分，代表各相，kthreshold(t)为基础动作门槛曲线，sthreshold(t)为总峰值制动增量曲线，为三相比率制动量。
75、根据本发明的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行本发明上述任一方面所述的方法。
76、根据本发明的又一个方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现本发明上述任一方面所述的方法。
77、本发明对于当前采样点，通过规则判断保护是否启动；若启动则以当前采样点为保护启动点，通过规则确定保护判断结果类别，仅当判断结果类别为故障类时，进入下一步骤，否则直接闭锁保护；通过规则确定保护所进入的档位，确定电流积分起始时刻；根据保护所进入的档位确定基础动作门槛曲线参数及峰值制动系数；自电压积分起始时刻始，至保护启动点后的第12个采样点终，求得三相电流变化量绝对值积分；分别确定基础动作门槛曲线和总峰值制动增量曲线；仅当电流积分起始时刻之后任意采样点完全满足预设要求时，允许该采样点动作出口。本发明可实现在变压器严重故障下2ms内动作，并在涌流、ct断线、区外故障等场合可靠不动作，性能优越，从而显著提升变压器安稳运行的可靠性。
1.一种基于电气量突变起始时间差的变压器速断保护方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式确定保护启动时刻判断规则：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式确定电压积分起始时刻判断规则：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式确定电流积分起始时刻判断规则：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自电压积分起始时刻tvol始，至保护启动点后的第12个采样点终，求取得到三相电流变化量绝对值积分，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过预设方式分别确定基础动作门槛曲线kthreshold(t)和总峰值制动增量曲线sthreshold(t)，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
8.一种基于电气量突变起始时间差的变压器速断保护装置，其特征在于，包括：
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1-7任一所述的方法。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
