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变压器 差动保护二次谐波制动判据的仿真研

变压器 差动保护二次谐波制动判据的仿真研

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铋余赛变压器差动保护次谐波制动判据的仿真研究吕珍,岳蔚,刘沛华中科技大学电力工程系,湖北武汉430074论。

  1引言变压器在电力系统安全运行中起着,要作用。

  差动保护作为主保护最关键的问就在于励磁涌流引起的保护误动作,氏期以来次谐波原理被用于制动励磁涌流。常规采用的励磁涌流方式会出现故障变压器空投时非故障相闭锁故障相的现象,导致变压器保护延时动作。不能迅速切除故障,降低超高压系统中变压器保护的性能。而这个缺陷可以在变压器保护微机化后通过合理选择谐波制动比制动逻辑或增补辅助判据得到较大改善。

  2次谐波制动比的几种计算方法目前常用的次谐波制动比有以下几种计算方法⑴⑴谐波比最大相制动将式1记为判据。即利用相次谐波与基波比的最大值来制动。

  按故障相制动将式2记为判据。即利用差流基波最大相分相制动将式3记为判据。即每相差流中次谐波与基波的比值都超过定值时制动。

  综合相制动将式4记为判据。即利用相差流次谐波的最大值与基波的最大值之比来制动……,分,为相差流基波心似分别为相差流次谐波。

  为更清楚地说明问,本文在引人权系数的基础上从数学角度进行比较。首先设相差流自身次谐波与雄波的比值分别为4.,即同时令,1为相基波电流的最大值,取相观察相的权系数可以发现,者分母相同,因而权系数的大小实质上反映了相差流基波的大小。

  对谐波比最大相制动方式和分相制动方式其谐波比计算实质上是取kJ对于谐波比最大相制动方式而言,由于相权系数均取为实际上就是不考虑各相差流基波幅值大小对谐波比选取的影响,利用此方式闭锁保护虽然可以保证励磁涌流时保护不误动,但对于超高压系统中的大型变压器而言,由于其励磁涌流衰减时间长,故在空合于故障时保护动作延时相当长,可达到10,8以上,动模实验最恶劣的情况甚至达到200;另方面,超高压系统中故障时谐波含量较大,由于最大相制动不考虑各相基波幅值的大小对谐波比选取的影响,在变压器发生轻微故障如小匝数匝间短路,差流基波幅值不大时,次谐波含量就很界易达到闭锁记值,致使保护动作延时。

  对于分相制动方式,4最大相制动方式相同,也不考虑各相差流基波幅值大小对谐波比选取的影响,虽然可以使保护迅速动作,但当有相或以的差流谐波比过小+能闭锁保护时,容易造成误动。

  对于按相制动方式,其谐波比的选取实质是选权系数最大的相的谐波比进行制动,即先比较7,77取者最大值所在的相的谐波比来判别。利用此方式闭锁保护,由于考虑了相差流基波幅值大小对谐波比的影响,故可在较大程度改善最大相制动方式动作延时长的不足;似方面,由1只以相的谐波比来制动,当变压器发生对称忭浦流时,其对称性涌流相次谐波含景较小,时仿真计箅与动模实验均明,住某些初始条件下,变压器发生励磁涌流,可能时有两相淠波比达不到制动定值,这种情况的存在使得采用故障相制动可能导致变1;器励磁浦流时保护误动作,对综合相制动方式,其谐波比的选取实质是选各相,波比与权系数乘积的最大值。

  利此方式闭锁保护,于既考虑了差流基波幅值大小对谐波比选取的影响通过权系数77.,又考虑了实际相谐波比含量的数值大小,因而在保证变压器产生励磁涌流不误动的前提下,提高广变压器保护的速动性。内为即使在空合于故障变压器的情况下,虽然涌流相含存较大的次谐波,并且可能衰减很慢,但由故障相的存在使得谐波比汁算时分吁保持较大位,几基本上不随励磁涌流的衰减,减小,故使得谐波比迅速减小至闭锁定值以下而保证故障快速切除究的对象,来分析和仿真变压器内部故障。该模,可以用来较真实地仿真变压器励磁涌流,在用丁96元件来模拟磁滞回线的情况下,仿真结果跟动模实验的结汜是非常接近的,具体模型为接线高压侧,接线,低压侧4接线;铁芯采用了96元件,即带磁滞回环的非线性电感模型;饱和磁密艮=1.15心。各相剩磁为=0.9心,=5=0.96,每周波采柞48点。目前阿内大型变压器差动保护中15 20的制动比整定饥是按照饱和磁通为1.4倍额定磁通幅坑,合闸涌流的大小来考虑的。似由于变压器制造技术的提高和制造材料的改进,现代变压器的饱和磁通倍数经常在1.2到1.3,甚至低免1.

  15,因此仿真取纪=1.15月,合闸侧电源为无穷大,电源内阻抗取为0.01十0.063建模与仿真研究,接线1.变压器铁心的磁滞效应是个非常复杂的过程,其变化规律主要依据变压器局部磁环特性,结合47仿真程序提供的功能,在磁滞效应的处理考虑了变压器铁心的主磁环特性。

  变压器的饱和与磁滞效应是通过在线性变压器模型高压500或特高压750变压器保护性能的模型,这种模型能够模拟不同位置不同类型的匝间短路故障。因此,本文采用这种变压器模型作为研这取上要分析计算变玉器侧侧不带故障空投;侧带故障空投以及带长线时内部各种故障情况带长线的系统仿真模型接线2,用以比较以几种判据速动性和可靠性。谐波的计算采用傅式算法。以合闸后第个周波终点为时间起点,并逐点递推,以便观察谐波比随时间的变化关系以下各中,4代各相差流;尺3代种不同判据的制动比曲线。以给出了几种较典型的分析算例。


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