大型變壓器暫態(tài)機理與保護新原理研究.pdf

1、隨著我國電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，全國范圍的遠距離輸電和電網(wǎng)互聯(lián)將進一步加強，現(xiàn)代電力系統(tǒng)對大型變壓器的繼電保護性能提出了更高的要求。然而在復雜電網(wǎng)情況下，變壓器保護受多方面因素的影響，仍然存在著一些亟待解決的問題，使得變壓器保護正確動作率相對偏低。為此，論文圍繞著大型變壓器保護存在的若干關鍵性問題，包括：勵磁涌流的暫態(tài)機理與識別方法、和應涌流的暫態(tài)機理與識別方法、特高壓變壓器保護的特殊問題及其差動保護配置、大型變壓器通用型保護裝置的研制等方

2、面，展開了深入的理論分析和實用化研究。
　　 論文分析了變壓器涌流暫態(tài)過程的復雜問題，重點對變壓器空投勵磁涌流與和應涌流的產(chǎn)生機理、影響因素、波形特征進行了理論分析和仿真研究。首先，對勵磁涌流的分析表明，大型變壓器飽和磁通倍數(shù)下降可能導致勵磁涌流的二次諧波比降低，但其二次諧波與基波始終保持特殊的相位關系，此結論為在勵磁涌流制動中引入相位特征判據(jù)提供了理論依據(jù)；其次，在考慮變壓器△側繞組環(huán)流的影響下，研究了不同接線組別三相變壓器的

3、空投側相電流、勵磁電流和差動電流的波形特征；最后，采用基于變壓器磁鏈變化量的方法分析了和應涌流的產(chǎn)生機理和影響因素，特別分析了系統(tǒng)側電抗的影響，為后文的保護原理研究提供了理論基礎。
　　 針對傳統(tǒng)二次諧波制動方法在現(xiàn)場實際應用中存在的不足，論文對三相變壓器經(jīng)Y-△變換的相間差動電流和勵磁電流中二次諧波與基波的特殊相位關系進行了分析，由此提出了改進型二次諧波制動方法，并對該方法在各種情況下的運行性能進行了深入分析。該方法在傳統(tǒng)二次

4、諧波制動方法的基礎上增加了相位差判據(jù)，當滿足相位差判據(jù)時適當降低二次諧波制動比，從而進一步地提高了勵磁涌流制動能力，同時提高了內(nèi)部故障動作的速動性和靈敏性，具有較大的現(xiàn)場應用價值。
　　 針對和應涌流引起變壓器差動保護誤動的情況，論文通過動模試驗和多起現(xiàn)場誤動實例的研究表明，和應涌流本身的二次諧波含量較高，二次諧波制動方法理論上是有效的，但由于和應涌流含有衰減緩慢的非周期分量，長時間作用可能引起TA 暫態(tài)飽和而導致差流的二次諧波

5、含量降低，因此差動保護誤動一般是在變壓器和應涌流和TA 暫態(tài)飽和的綜合作用下發(fā)生的。論文據(jù)此提出了基于差動電流基波幅值增量的和應涌流識別新方法，該方法利用和應涌流先逐漸增大后緩慢減小的特征，可以在和應涌流引起TA 暫態(tài)飽和之前加以正確識別，并采取有效制動措施來避免差動保護誤動。
　　 針對我國1000kV特高壓交流輸電試驗示范工程，論文分析了1000kV特高壓變壓器保護面臨的特殊問題，在構建特高壓輸電動態(tài)模擬試驗系統(tǒng)的基礎上，通

6、過動模試驗對特高壓變壓器發(fā)生不同內(nèi)部故障、空載合閘時相關差動保護的靈敏性和可靠性進行了分析，并據(jù)此研究了特高壓變壓器的差動保護配置方案。在保護配置方案中，針對基于變壓器各側端口電流構成的差動保護存在對調(diào)壓變和補償變內(nèi)部故障靈敏度不足的問題，配置了調(diào)壓變差動保護和補償變差動保護來提高其靈敏度。
　　 針對不同現(xiàn)場情況下大型變壓器對保護系統(tǒng)提出的要求，論文研制了大型變壓器通用型保護系統(tǒng)。在保護系統(tǒng)設計中充分考慮了系統(tǒng)的通用性要求，借