變壓器勵磁涌流鑒別原理

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上淺析變壓器勵磁涌流鑒別原理摘 要變壓器勵磋涌流一直是影響變壓器差動保護(hù)正確動作的原因之一。近年來，國內(nèi)外學(xué)者提出的諸多鑒別原理，根據(jù)鑒別原理的不同特點(diǎn)，按照判別勵磁涌流所用的信號特征，大致可分為：基于諧波含量識別法；基于波形特征識別法；基于磁通特性識別法；基于等值電路法；基于功率差動法。關(guān)鍵詞電力系統(tǒng)；變壓器差動保護(hù)；勵磁涌流中圖分類號：th 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a 文章編號：1009-914x（2013）22-0006-011 概述電力變壓器是電力系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備，它的安全性和穩(wěn)定性對整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行是很重要的也是必須的?，F(xiàn)代大型變壓器容量大、電壓等級高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造

2、價昂貴，一旦發(fā)生故障而損壞，造成的經(jīng)濟(jì)損失是不可估量的。因此電力系統(tǒng)要求變壓器保護(hù)要具有動作速度快、可靠性和靈敏性高的性能.以便盡快發(fā)現(xiàn)變壓器故障并將其切陳，從而避免變壓器的損壞以及事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。最新統(tǒng)計資料表明，近年年220kv及以上變壓器的平均正確動作率約為79794%，仍然低于發(fā)電機(jī)及線路保護(hù)約20個百分點(diǎn).目前變壓器保護(hù)的難題仍是如何正確識別勵磁涌流和故障電流。近年來，國內(nèi)外學(xué)者提出的諸多鑒別原理大體可分為基于模型和基于波形兩種?；谀Ｐ偷脑恚谢诖磐ㄌ匦?、基于等值電路方程、基于功率差動方法等。因某些參數(shù)在測量上存在技術(shù)上的困難，此類方法在應(yīng)用時多采用人為假設(shè)，且用到了較多的電

3、氣量。這增加了保護(hù)配置的復(fù)雜陛，故待于理論上的進(jìn)一步突破。基于波形特征的方法以勵磁涌流和內(nèi)部故障電流波形特征的差異為依據(jù)，主要利用二次諧波制動原理和間斷角原理，是運(yùn)用于實(shí)踐的主流。2 變壓器勵磁涌流的經(jīng)典識別算法2.1 諧波信息識別方法2.1.1 二次諧波電流制動原理與短路電流相比，勵磁涌流中二次諧波的含量比例較大，并在初始階段中對基波的比例還有所增加。通過計算差動電流中的二次諧波電流與基波電流的幅值之比可判別是否存在勵磁涌流。由于二次諧波電流制動原理簡單，因此在電力系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。但是隨著電壓等級的提高和規(guī)模的擴(kuò)大以及大容量變壓器的使用，在大型變壓器嚴(yán)重故障時由于諧振使故障電流中二次諧

4、波成分增加而使保護(hù)延時動作。2.1.2 諧波電壓制動原理當(dāng)變壓器因勵磁涌流出現(xiàn)嚴(yán)重飽和時，端電壓就會發(fā)生嚴(yán)重畸變，其中包含較大的諧波分量。文獻(xiàn)（2）提出的電壓變化率發(fā)展趨勢判據(jù)和低電壓判據(jù)是在考慮了在發(fā)生內(nèi)部故障時變壓器端電壓將降低，而在勵磁涌流或過勵磁條件下端電壓將有所升高這一特征克服內(nèi)部故障誤閉鎖的問題。2.1.3 虛擬三次諧波制動原理文獻(xiàn)（3）提出的虛擬三次諧波制動方案是利用勵磁涌流中信息量最為豐富的以尖脈沖為中心的半周期形成作為前半周信息.利用“平移、變號”原則虛擬構(gòu)成后半周信息，前后合起來構(gòu)成一個完整的周波信息。它可以避免二次諧波制動原理在對稱性涌流的情況下合閘時，由于二次諧波含量過

5、低而引起保護(hù)誤動的情況。2.2 波形特征識別方法波形特征識別法是根據(jù)變壓器在勵磁涌流和內(nèi)部故障時差動電流波形所具有的不同特征對其進(jìn)行區(qū)分。間斷角原理是利用短路電流波形連續(xù)變化，而勵磁涌流具有明顯的問斷角特征作為鑒別判據(jù)。波形對稱原理是利用差電流導(dǎo)數(shù)的前半波與后半波的對應(yīng)值作對稱比較以區(qū)別勵磁涌流和故障電流。波形相關(guān)法原理是利用數(shù)字信號處理中的相關(guān)函數(shù)的基本概念，對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計算采樣數(shù)據(jù)在不同時段上的自相關(guān)系數(shù)，利用自相關(guān)系數(shù)的大小來區(qū)分變壓器故障電流和勵磁涌流的新方法。2.3 磁通特性識別原理鐵心中磁通是表征變壓器飽和的一個重要物理量，磁通特性識別原理就是利用磁通量的變化來識別勵磁涌流

6、的新方法。該方法完全擺脫了勵磁涌流和過勵磁電流的困擾，不再以勵磁電流的波形特征來區(qū)分內(nèi)部短路和空載合閘異常工況，是變壓器保護(hù)方面的有益探索。但是該方法需要用到具體變壓器漏感參數(shù).這些參數(shù)可能因測量不準(zhǔn)或發(fā)生變化而導(dǎo)致誤判。同時門檻值的設(shè)定需要試驗(yàn)來確定，也增加了保護(hù)整定的復(fù)雜勝。2.4 等值電路法鑒別原理等值電路識別法是基于變壓器導(dǎo)納型等值電路中檢測對地導(dǎo)納參數(shù)變化來鑒別變壓器內(nèi)外故障的方法，構(gòu)成了另一種與勵磁電流無關(guān)的變壓器主保護(hù)方案。該方法是通過檢測對地等值導(dǎo)納的參數(shù)變化，鑒別變壓器的內(nèi)部故障。2.5 功率差動原理功率差動原理功率差動保護(hù)利用由每個端口處的電壓和電流計算的平均功率來鑒別勵磁

7、涌流。正常狀況或勵磁涌流條件下，變壓器消耗的有功功率很小。在空載合閘產(chǎn)生勵磁涌流時，瞬時功率可能會比較大，但是其在段時間內(nèi)的平均有功功率依然比較小。而在變壓器內(nèi)部故障的情況下，變壓器將消耗大量有功功率。因此，可以根據(jù)變壓器消耗的平均有功功率與預(yù)先設(shè)定的門檻值進(jìn)行比較來判斷是否發(fā)生內(nèi)部故障。但變壓器有功功率差動保護(hù)原理也有一些不足之處，主要是在反映變壓器區(qū)內(nèi)故障時，尤其是內(nèi)部小匝數(shù)發(fā)生匝間匝地短置路時存在死區(qū)。3 基于新技術(shù)理論的變壓器勵磁涌流的識別算法3.1 小波理論識別法小波理論在涌流識別方面的應(yīng)用之一就是基于波形識別法的判別。它利用小波包變換進(jìn)行分析.得到涌流波形與各種故障電流小波包變換結(jié)

8、果在奇異度大小方面存在顯著差異：涌流波形的變換結(jié)果呈現(xiàn)出明顯的奇異性，而各類故障波形的變換相對平緩，由此而構(gòu)成判據(jù)。3.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別法人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于變壓器內(nèi)部故障和勵磁涌流判別，主要是利用優(yōu)秀的模式識別能力進(jìn)行電流波形識別。l994年首次被用于變壓器差動保護(hù)，進(jìn)行了勵磁涌流辨識，目前已經(jīng)不只局限于勵磁涌流和內(nèi)部故障電流的判別，如有文獻(xiàn)用于區(qū)別變壓器的勵磁涌流、外部故障和內(nèi)部故障。3.3 模糊理論識別法在分析了大量的變壓器保護(hù)判據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了將二次諧波含量、鐵芯飽和程度、變壓器端電壓的高低及差流波形是否對稱來識別勵磁涌流。并且分別就單一判據(jù)的具體情況詳細(xì)分析、闡述

9、了隸屬函數(shù)的構(gòu)建過程。模糊理論應(yīng)用于變壓器差動保護(hù)方面，使得多判據(jù)保護(hù)能夠做到優(yōu)勢互補(bǔ)。由于故障類型的多種多樣，涌流情況也不盡相同，顯然固定權(quán)值的判據(jù)是不妥的。如何自適應(yīng)調(diào)整權(quán)重，提高保護(hù)的可靠性是模糊理論在保護(hù)應(yīng)用中個可能的發(fā)展方向。模糊保護(hù)的計算量不小，在保證實(shí)時性方面仍需探究。4 結(jié)論目前變壓器保護(hù)的難題仍是如何正確識別勵磁涌流和故障電流。近年來，國內(nèi)外學(xué)者提出的諸多鑒別原理大體可分為基于模型和基于波形兩種。新近提出的原理，如波形對稱原理、波形相關(guān)性分析法、采樣值差動原理等，是基于間斷角原理及其改進(jìn)或者其衍生?；谠撛淼淖R別方案存在受ct傳變影響等問題。事實(shí)上.勵磁涌流波形除了具有間斷特征外。還具有尖頂波的特征。利用勵磁涌流的尖頂特征進(jìn)行勵磁涌流的鑒別是提高變壓器差動保護(hù)速度及可靠性的個新的研究方向。參考文獻(xiàn)1 沈曉凡，程逍，章激揚(yáng)全國電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行情況分析電力設(shè)備.2 sangael（inbo_geonjhv_l_rrend-basedpr0ieciverel。ya