变压器励磁涌流判别方法综述

工 业 技 术 2Q螋 Q：2 China New Fechnologies and Products 变压器励磁涌流判别方法综述 赵礼杰 赵 妍 (东北电力大学 输变电技术学院，吉林 吉林 132012) 摘 要：变压器是电力系统中极其重要的电气设备，变压器保护对于提高电力系统运行的稳定性、安全性具有重要的意义。差动保护是变压器 的主保护 当前变压器差动保护中最关键和最困难的问题仍然是如何防止励磁涌流所导致的误动作。本文主要综述了变压器励磁涌流判别方 法．并对其进行了比较分析。 关键词：励磁涌流 1引言 变压器是电力系统 中极其重要的电气设 备，它担负着电能的传输和电压变换的重要作 用。变压器保护对于提高电力系统运行的稳定 性、安全性具有重要的意义．．寻求一个安全、可 靠、灵敏的变压器保护 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，一直是国内外电力 系统学者们研究的热点问题I 变压器空载合闸时．由于受到铁芯磁路饱 和的影响可能出现很大的冲击电流即励磁涌 流。在情况严重时，励磁涌流会超过额定电流的 许多倍 ，如不采取适当的 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ，则可能引起变压 器开关跳闸，变压器不能顺利地投入电网工作。 长期以来，差动保护一直被认为是电力变 压器最完善的主保护。但是由于变压器自身的 特点，使得变压器差动保护还有着一些困难和 欠缺的地方。变压器具有两个及多个电压等级， 构成差动保护的所用电流互感器的参数各不相 同，变艇器每相原、副边电流之差(正常运行时 的励磁涌流)将作为差动保护不平衡电流的一 种来源。在变压器空载突然合闸时，或者变压器 外部短路故障被切除后端电压恢复时，暂态励 磁涌流的大小可与短路电流相比拟，在这么大 的不平衡电流，要求差动保护不误动，是个相当 复杂困难的技术问题【II。当前变压器差动保护中 最关键和最困难的问题仍然是如何防止励磁涌 流所导致的误动作，使其在励磁情况下能够可 靠地动作。这对羞动保护有两方面的要求，即防 止外部短路时不平衡电流以及防止励磁涌流所 致的误动作，研究涌流产生的机理和涌流特性 对防止励磁涌流引起差动保护误动至关重要。 2励磁涌流识别方法的原理简述及现状 目前鉴别励磁涌流的方法较为成熟的方法 主要是基于间断角原理和二次谐波制动原理。 国内 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 生产的变压器差动保护装置也主要是 基于以上原理。此外，还有波形对称原理，波形 叠加原理、波形相关性分析法、波形拟合法这些 利用波形特征来识别变压器励磁涌流的力法 最近，电压制动原理、等值电路原理、磁特性原 理等也有应用和研究。 随着人们研究领域逐渐扩大，研究的层次 逐渐加深，产生很多新兴的学科。这些学科为科 学研究提供了新的手段。将模糊判据、人工神经 网络方法运用到变压器励磁涌流的识别中也是 研究的热点之一。 2．1间断角原理 间断角原理是基于励磁涌流波形中有较大 的间断这个特征实现其鉴别的，以准确测量问 断角的大小为基础的 其优点是利用了励磁涌流本身明显的波形 特点，能够清楚的区分变压器励磁涌流和内部 故障电流；一般采用分相涌流判别方法，在变j=K 器内部故障时能迅速跳闸；具备一定的过勋磁 能力。但是，用微机保护实现间断角原理有以下 难点 ： 励磁涌流在变压器一次侧有明显的间断 角，由于受到CT饱和的影响进入差动继电器的 二次涌流已大大丧失这种特性，利用起来将增 加装置的复杂性。 测量间断角需要很高的采样率，这对计算 机硬件又提出了更高的要求。 由于以上原因使得该原理在实际变压器微 机保护的应用中受到限制，效果并不是很理想， 而 且硬件复杂和成本较高，在实用化过程中要 着进一步经济技术分析和现场考验。 2．2二次谐波制动原理 在变压器励磁涌流中含有较大的偶次谐波 分量，其中二次谐波分量最大：当电流信号中二 次谐波的含量超过阈值，即判断是励磁涌流。陔 原理不仅在常规保护中有较多运行经验 ，而且 在微机保护中容易实现，故在国内外变压器实 际投入运行中得到， 泛的应用。但原理仃以F 缺陷： 由于采用“或”门制动，因此会出现故障变 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。 由于变压器合闸的时间，变压器剩磁等不 确定因素对励磁涌流的影响，很难选择合适的 制动比K。 在正常工况下，大容量的变压器内部短路 电流的二次谐波含量约为 7％，而在有串补电容 的高压系统及高压电缆变压器的短路电流中．二 次谐波含量可能高达 15％～20％，这对二次谐波 制动原理提出了新的挑战。 2-3波形对称原理 波形对称原理是根据电流波形进行分析来 识别励磁涌流和内部短路电流，即首先将流入 继电器的差流进行微分，对微分后差流的前半 波与后半波作对称比较，根据比较的结果去判 断是否发生了励磁涌流。 由于励磁涌流的波形中含有间断角，使得 励磁涌流在一个周波波形的前半周与后半周存 在不对称性；而大量研究 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，变压器内部故障 时的电流一个周波波形的前半周与后半周是几 乎对称的。 在此基础上，又提出波形相关性分析法 、波 形拟合法等，其基本原理是大致相同的，实际上 都是间断角原理的推广。但它比问断角原理容 易实现，克服了间断角原理对微机保护硬件要 求高的缺点。 2．4电压制动原理 电压制动原理提出利用变压器的端口电压 作为识别变压器励磁涌流和内部短路电流的辅 助判据。当变压器发生短路时，伴随有电压的降 低；当变压器出现励磁涌流时，电压不会降低， 有时还会升高。 分析和实验表明，电压制动原理的应用与 系统阻抗的大小关系密切相关。同时，当变压器 低压侧装有无功补偿装置时，发生短路时的端 口电压不会瞬时降低，此时会影响辅助判据的 准确性和保护的速动性。 2．5等值电路原理 等值电路原理是一种基于变压器导纳型等 值电路的励磁涌流判别方法。该方法是通过检 测对地导纳的参数变化，鉴别变压器的内部故 障。铁芯线圈的漏抗和空芯线圈的漏抗接近，故 此时变惩器等值导纳参数的互导纳与变压器的 铁芯饱和程度无关。铁芯未饱和时，变压器各侧 对地导纳几乎为零；当铁芯饱和时．变压器各侧 对地导纳明显增大；当铁芯严重饱和时，变压器 各侧对地导纳几乎与空芯变压器的对地导纳一 致，且是一个不为零的常量。 该方法在求取对地导纳时需要先获取变压 器漏感参数，这一点在实际运用中存在一定的 困难 3发展和展望 前述的方法都是对变压器的模型进行研 究，但事实上，由于变压器参数不易确定，系统 运行方式的随机性，以及变压器本身的严重非 线性，建立一个精确的数学模型是很困难的。近 代，随着人们研究的领域逐渐扩大，研究的层次 逐渐加深，产生了很多新兴的学科。 变压器空载合闸的励磁涌流的问题本身很 复杂，国内外学者的理论研究和数值仿真，无不 在或多或少的假设和简化条件下进行，难免在 某些情况下失真。正是这种情况下。模糊的处理 方法就特别显出它的科学性和有效性。 模糊数学借助于隶属度的概念，达到对人 脑一定程度的模拟，具有处理模糊现象的能力。 将这一原理应用在变压器主保护中，为识 别励磁涌流和内部短路电流，选定四个特征量， 即二次谐波含量、铁芯磁通大小、电流波形的对 称度以及电压的高低。 人工神经网络是人工智能较为突出的一 种。人工神经网络的特点在于其并行计算能力 和高度的非线性。 这些新的方法尚处于探索阶段，离实用还 有一定的距离。由于变压器运行条件的复杂性 和故障类型的多样性，要完美地解决这些存在 的问题，需要探索一些新的理论和方法。 参考文献 f1]z维俭．电气主设备继电保护原理与应用．中 国电力 出版社．1998． f2】王维俭，侯炳蕴．大型杌组继电保 护理 卵巢癌的护理查房优质护理服务内容doc优质护理服务内容肺癌的护理常规消毒供应室优质护理 论基础． 中国电力 出版社．1988． 1315-祖光．间断角原理的变压器差动保护．电力 系统 自动化．1979．3f1)． 中国新技术新产品 一121—