J-A模型在變壓器繼電保護中的應(yīng)用研究.pdf

1、電力變壓器作為電力系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備，在配電和輸電的各個環(huán)節(jié)都被大量使用，因此變壓器能否可靠的運行，將對整個電力系統(tǒng)的電力安全穩(wěn)定起到重要的影響。隨著特高壓電網(wǎng)和智能電網(wǎng)的建設(shè)，為了提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，對變壓器保護提出了更高的要求。但是同線路保護相比，變壓器保護的正確動作率還有待提高，因此有必要對變壓器保護作出研究與分析。
　　首先本文針對課題的研究背景，介紹了當(dāng)前的變壓器保護方法。對各保護算法進行了分析，并各自的特點和可能遇

2、到的問題進行了介紹。文章將變壓器保護方法概括為三類:基于電流波形特征的變壓器保護方案，基于電壓波形特征的變壓器保護方案，以及同時利用電流電壓的變壓器保護方案。并說明了單純基于電流或電壓一種電氣量的變壓器保護存在局限性，因此研究變壓器內(nèi)部磁化過程來分析變壓器保護具有十分重要意義。
　　接著在Matlab中對變壓器勵磁涌流進行了建模仿真，分析了當(dāng)變壓器飽和嚴(yán)重的情況下，勵磁涌流中的二次諧波含量將會降低，影響二次諧波制動的判斷，可能會造

3、成變壓器保護的誤判;對于合閘于小匝數(shù)故障的勵磁涌流，由于故障電流中包含大量的二次諧波含量，并且衰減得很慢，將會影響故障的切除時間。通過與一次三相變壓器二次諧波制動誤動作的案例相結(jié)合，分析了對于Y-△接線的三相變壓器，在計算差流的轉(zhuǎn)角變換過程中，由于環(huán)流的影響，使得每相差流發(fā)生變化，正常無故障合閘情況下可能會出現(xiàn)二次諧波含量較低的差流，這時依靠二次諧波制動原理可能會造成誤判，導(dǎo)致保護誤動。所以本文通過研究變壓器內(nèi)部的磁化特征，找到變壓器內(nèi)

4、部涌流與故障的本質(zhì)特征，避開勵磁涌流的影響。
　　本文采用Jiles-Atherton(J-A)磁滯模型來研究磁滯特性。介紹了J-A磁滯模型的基本原理和其磁滯數(shù)學(xué)模型以及目前的研究現(xiàn)狀，推導(dǎo)出J-A模型的微分方程。根據(jù)微分方程，在Matlab中對J-A磁化曲線進行了建模仿真，通過模型分析了各參數(shù)對磁滯回線的影響。最終利用遺傳算法和差分進化算法實現(xiàn)了模型參數(shù)的識別，為利用J-A模型研究變壓器保護提供了前提條件。
　　文章通過磁

5、滯回線特征分析說明了變壓器縱聯(lián)支接導(dǎo)納保護方法，利用磁滯回線解釋了支接導(dǎo)納等效模型的意義，并依據(jù)磁滯回線面積即磁滯損耗對保護算法進行了整定。該保護避開了勵磁涌流的影響，直接根據(jù)直接導(dǎo)納的電導(dǎo)來對保護進行判定，不受涌流等諧波的影響。因為變壓器是否存在勵磁涌流只影響支接導(dǎo)納的電納，支接導(dǎo)納的電導(dǎo)部分反應(yīng)了變壓器內(nèi)部的能量損耗，對匝間短路故障十分敏感，而發(fā)生涌流與否對電導(dǎo)影響較小。該保護算法能夠有效的識別出變壓器內(nèi)部小匝數(shù)的匝間短路故障、變壓