智能容錯式數(shù)字變壓器保護新算法的研究與應用.pdf

1、隨著特高壓電網(wǎng)在我國的建設，超高壓大容量變壓器的應用越來越廣泛，變壓器繼電保護技術(shù)瓶頸也越來越突出。故障暫態(tài)過程的變長，直流分量衰減變慢，涌流特征減弱等，對超大容量變壓器的差動保護帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的諧波制動，CT暫態(tài)特性，差動特性等技術(shù)方案已不能完全適應現(xiàn)代大型變壓器的保護要求，需要研究適應超高壓特高壓的變壓器保護新方法和新原理，以滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需要。 針對大型變壓器涌流特征不是很明顯的特點，采用新的勵磁涌流判據(jù)，引入

2、電壓量輔助對涌流特征的描述，提出了基于變壓器磁通和電流準橢圓模型的勵磁涌流判別方法，變壓器內(nèi)部故障時變壓器磁通與電流具有準橢圓曲線關(guān)系，空投時沒有這種準橢圓曲線關(guān)系，利用準橢圓關(guān)系對稱度可以有效地鑒別勵磁涌流和故障電流；提出了基于變壓器磁通對稱特性的勵磁涌流判別方法，空投正常變壓器時在前后半周內(nèi)磁通對電流的微分變化嚴重不對稱，而故障時磁通對電流的微分變化在前后半周內(nèi)基本對稱，取一個周波內(nèi)這種微分變化率的均值來反應對稱關(guān)系，可以較好地鑒別

3、勵磁涌流；提出了基于變壓器等效勵磁電感均方差變化的勵磁涌流判別方法，內(nèi)部故障時變壓器的等效勵磁電感在一定數(shù)據(jù)窗內(nèi)的均方差很小近似為零，而空投時等效勵磁電感均方差卻很大，利用等效勵磁電感均方差的變化大小可以區(qū)分勵磁涌流和故障電流；同時提出了對稱電壓序分量的輔助閉鎖判別，利用變壓器故障和空投時序電壓的不同變化關(guān)系，提高變壓器差動保護的可靠性。 對大型變壓器比率差動保護，提出了基于故障分量的比率差動和傳統(tǒng)比率差動相結(jié)合使用的浮動比率制

4、動判別方法，變壓器正常運行時，故障分量的差流不受負荷電流的影響，它還可以消除CT等因素引起的穩(wěn)態(tài)誤差的影響，對提高變壓器內(nèi)部輕微故障時的靈敏度是有益的。采用了基于小矢量算法的變壓器比率差動保護，算法上采用小矢量變數(shù)據(jù)窗的計算方法，內(nèi)部故障時，它可以縮短差動保護的動作時間，而且故障越嚴重動作時間越快，有利于快速保護變壓器。區(qū)外故障時，如果電流暫態(tài)分量較大或CT暫態(tài)飽和，利用曲線擬合算法進行誤差估計，考慮電流暫態(tài)分量以及CT飽和等影響因素對

5、制動電流的影響，自動補償制動電流，可以有效的防止區(qū)外故障誤動問題，提高差動保護的可靠性。 分析變壓器電流互感器飽和對比率差動的影響，特別是區(qū)外故障時電流互感器飽和容易引起比率差動保護的誤動，如何可靠有效的判別出區(qū)內(nèi)外故障的電流互感器飽和，對提高差動保護的可靠性有益。提出了新的異步法電流互感器飽和判別方法，區(qū)內(nèi)外故障時電流互感器飽和，其差流和制動電流變化不同步，而且相位關(guān)系變化也不同，利用幅值和相位關(guān)系的變化，可以提高電流互感器飽

6、和判別的可靠性；提出了基于虛擬阻抗模型的電流互感器飽和判據(jù)，電流互感器的飽和表現(xiàn)在從二次側(cè)看電流互感器等效阻抗在飽和前后發(fā)生變化，區(qū)內(nèi)外故障時，電流互感器飽和程度越深，這種變化越明顯，采用這種方法，不但可以有效的識別區(qū)內(nèi)外故障時的電流互感器飽和，而且還可以定位哪一個電流互感器飽和，防止了在區(qū)外故障CT飽和情況下差動保護的誤動。這些方法的采用可以提高比率差動保護的可靠性。 論文提出了對數(shù)字變壓器繼電保護硬件和軟件可靠性的研究，硬件