基于功率量的電力變壓器保護新原理及高速算法研究.pdf

1、隨著大容量及超大容量變壓器的廣泛使用,變壓器主保護性能的重要性也更加凸現(xiàn)出來。因此,研究性能更優(yōu)良的變壓器保護新原理和新算法具有重要的理論價值和實際意義。論文著重基于提升電力變壓器電流縱聯(lián)差動保護的整體性能水平及研究與變壓器差動保護無關(guān)的主保護新原理展開工作,論文研究的主要內(nèi)容和成果有:
　　(1)基于瞬時無功功率理論,提出了基于差有功及差無功直流分量絕對值比值的變壓器涌流辨識新方法。該方法基于變壓器不同狀態(tài)時有功和無功的內(nèi)在關(guān)系

2、,擺脫了傳統(tǒng)的基于差流波形特征的涌流識別方法的種種限制,揭示了變壓器勵磁涌流和故障狀態(tài)的本質(zhì)不同。
　　(2)變壓器處于勵磁涌流狀態(tài)時,其鐵芯隨勵磁電壓的變化周期性地在飽和狀態(tài)及非飽和狀態(tài)之間擺動,相應地其瞬時勵磁電感值也周期性地變化(鐵芯飽和時較小,退出飽和時很大),此時其勵磁電感或電抗值含有較豐富的基頻分量值;基于勵磁電感或電抗的涌流辨識方法把握了涌流與內(nèi)部故障的本質(zhì)差異,但其缺陷是需要測量變壓器繞組的電流值,因而對現(xiàn)場TA(

3、電流互感器)配置有特殊要求,要求能測各側(cè)各相繞組電流。本文提出了基于零序過濾的變壓器勵磁電感計算方法及涌流識別方法,適合于TA按典型方案配置的Y/△接線變壓器,使得勵磁電感涌流辨識方法的應用范圍得以擴展。
　　(3)提出了三種高速功率方向保護算法或原理并應用于變壓器保護。方法一是基于瞬時值對稱分量變換的變壓器快速方向保護算法。方法二是基波正序突變量高速方向保護新算法。方法三是濾除高頻暫態(tài)量的突變量高速方向保護原理。方法一采用了特殊

4、設計的濾波器及快速濾序算法,并根據(jù)新型方向判據(jù)來快速判別故障方向。相比于方法一,方法二、三無需特殊設計的濾波器,只需采用十分成熟的低通濾波器來濾除高頻暫態(tài)分量,方法二再采用差分濾波來抑制電流非周期分量,然后采用基于帕克變換的新方法來快速計算基波正序故障分量相量,以實現(xiàn)快速的故障方向判別。不同于方法二的快速相量算法,方法三是時域的高速算法,且無需對短路電流非周期分量進行額外處理,并采用了新型相序變換方法以使保護原理能適應不同的故障類型。<

5、br>　　這三種新型快速方向保護算法或原理,對于一般內(nèi)部故障可在故障后極短時間內(nèi)出口跳閘,可極大提高切除各種情況下變壓器內(nèi)部故障的速度。當選用P級電流互感器時,保護可在互感器進入飽和前可靠出口跳閘。
　　(4)提出了電力變壓器故障分量無功功率方向保護原理。該方案基于故障分量保護原理,只需采集變壓器端口電壓、電流數(shù)據(jù),無需任何先驗參數(shù),擺脫了傳統(tǒng)變壓器差動保護中勵磁涌流識別的束縛,體現(xiàn)了變壓器主保護原理新的研究思路,可應用于不同接線