电力变压器的励磁涌流判据及其发展方向葛宝明王祥珩苏,声王维1.北方交通大学电气工程学院,北京市14;2.清华大学电机系,北京市184气商要劢轾涌流与内部故障电流的判别直是伴随电力变压器差动保护的关嫔问,围绕这主嫔及研冗和应用现状进行了较详细的分析与客观评价,对比研究后给出了今后励磁涌流判别方法0引言近句来,我国的超压大界量电力变压器+断投产,远距离输电系统越来越多地建成运行,屯力工业备了可愕姆⒄埂{1是,国内变卡器保护的发展却远远落后,其保护正确动作率长期偏低。造成这结果的原因有管理上的不足,有当前工作人员的素质问设计制造整定调试运行维护诸方面的失误,但最主要的是由于电力变压器继电保护技术上的缺陷及动保护直是电力变玉器的小保护,其理论根据是基尔霍夫电流定作,对于纯电路设备。差动保护无懈可击。所以,在发电机和线路保护的应用中,差动保护写下了辉煌的页,例如,九妃期间发电机保护的正确动作率为98.2,系统保护的正确动作率达99.33九期间全国电网继电保护统计资料汇编。南京200充分体现了差动保护的明确选择性高灵敏度和高速动性。但是,对于变压器而言,由于内部磁路的联系,本质上不再满足基尔霍夫电流定律,变压器励磁电流成了差动保护不平衡电流的种来源。然而,大型电力变压器正常运行,的励磁电流通常低尸额定电流的所以,当设定差动保护动作值仍可准确区分变压器内部故障与外部故障。但足,电力变乐器运行条件夂杂,过励磁时励磁电流可达额定电流的水平,空载合闸或者变压器外部钮路被突然切除而端电压突然恢复时,暂态励磁电即励磁涌流的大小有时可与短路电流相比拟。这样大的不平衡电流必然导致差动保护炭动,为此,变压器差动保护的主要矛妈直集中王准确鉴,励磁流和内部故障电流上。
围绕电力变压器励磁涌流的判别,先后涌现出许多方法。本文较详细地对各种判别方法的原理优缺点及应用情况和前景进行了分析与评判。
1电流波形特征识别法电流波形特征识别法乜是人们研,的热点。
良前仍占据主流。该方法以励磁油流和内部故障电流波形特征的差异为依据。运用于实践的有次谐波制动原理和间断角原现新近提出的仃采样值差动原理1波形对称原理1波形叠加原理1波形相关性分析法和波形拟合法1其中,采样值差动原理是间断角原理的衍生,波形对称原理是间断角原理的改进,而波形叠加原理波形相关性分析法和波形拟合法则是波形对称原理的衍生或改进,另外,随着人们研宄领域的逐步扩大,研究层次流提供了新的手段,其中有代性的是神经网络和小波变换。然而,就目前发衣的文献打,这些新兴手段也只是局限于对电流波形进行些简单的加工,所以仍属于电流波形特征识别法的范畴。
1.1次谐波制动原理1次谐波制动法是计算差流中的次谐波分量,若其值较大则判定为涌流,常用的判别式为值;尺为次谐波制动比。
次谐波制动原理简单明了,有多年的运行经验,目前国内外实际投入运行的微机变压器保护大都采用该原理。!是。采用次谐波制动原理的变3.励磁涌流是暂态电流,不适合用傅里叶级数级数法的周期延拓将导致错天的结果。
很难适当选择制动比1.美国西屋公司的制动比为7.07.5,但人88取10,我国和大部分国家则取1你3晚1.谁更利。7较唯评判。
现代变压器磁特性的变化,使得涌流时次谐波合量低,导致误动而人界试变压器远趴离输电的发展使得内部故障时暂态屯流产屯较人的次朽波,导致扪动。
1.2间断角原理间断角原理利用了涌流波形有较人间断角的特征,通过检测差流间断角的大小实现鉴,油流的目着因电流互感器传变引起的间断角变形问。当电流互感器饱和时,在涌流的间断角区域将产生反向电流,电流互感器饱和越严重则反向电流越大,最终使得涌流间断角消失;对于内部故障电流而言,电流互感器饱和将导致差流的间断角增大,而且电流互感器饱和越严重,其差流间断角越大。前者将使得变压器发生涌流时差动保护误动,后者将使得变压器内部故障时差动保护拒动。此外,用微机实现间断角原理时硬件成本高,主要现在以下2个方面3.需要较高的采样率以准确测量间断角,结果对,扣的计算速度提出了更高的要求涌流间断角处的电流非常小,几乎接近于0,而入化转换芯片正好在零点附近的转换误差最大。
因此,需要高分辨率的人0转换芯片。
1.3波形对称原理波形对称原理是利用差电流导数的前半波与后半波进行对称比较。根据比较的结果去判断是汽发生了励磁涌流。对称的定义由下式给出为后半波对应第点的数值;尺为比较阈值。
当第;点的数值满足式2时称为对称。否则称为不对称。连续比较半个周期,对于内部故障,式2恒成立;对于励磁涌流,至少有14周期以上的点不满足式2.,该原理站厂对励磁油流导数波宽及间断角的分析,是间断角原理的推广,且比间断角原理容易实现。但是,涌流波形与许多因素有关,具有不确定性多样性,如果欠值取得太大,保护可能误动而故障电流也并非总是正弦波,实际系统中必须考虑故局1鹇障波形的坐卿分布电容较大的电缆线路存在时,故障波形中就含有大量的谐波,此时如果厂值选得太小,保护就有可能拒动;而且电流互感器饱和必将引起差流变形。
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