电力变压器轻微匝间故障保护策略

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1、电力变压器轻微匝间故障保护策略1绪论随着电力系统的岀现，继电保护技术就相伴而生。与当代新兴科学技术相比，电力系统继电保护是相当古老了，然而电力系统继电保护作为一门综合性科学又总是充满青春活力，处于蓬勃发展中。Z所以如此，是因为它特别注重理论与实践并重，与基础理论、新理论、新技术的发展紧密联系在一起，同吋也与电力系统的运行和发展息息相关。电力系统自身的发展是促进继电保护发展的内因，是继电保护发展的源泉和动力，而相关新理论、新技术、新材料的发展是促进继电保护发展的外因，是电力系统继电保护发展的客观条件和技术基础。1.1变压器差动保护的发展简述电流差动保护原理是由CHM

2、erz和B.Price在1904年提击的，其理论基础是基尔霍夫电流定律，它是电力变压器的主保护，也是各种电气元件使用最广泛的一种保护方式。自上世纪70年代微处理器的出现，元件保护进入到微机保护时代。国外在70年代即对变压器个别保护的计算机实现开展研究。80年代国外开始研制发电机及变压器整套微机保护。1989年波兰Korbasiewcz发表了发电机变压器组微机保护系统。1990年印度Verma等也发表了变压器全套微机保护的研究成果。到90年代见到正式商业产品，如Siemens及ABB公司均已有微机发变组全套保护。我国微机元件保护的研制，是从80年代开始的。1987年

3、在我国首先研制成微机式发电机失磁保护系统，在此基础上于1989年开发研制成发电机全套微机保护，并于1994年研制成我国第一套适用60万KW及以下容量水、火发电机变压器组全套微机保护。随后，国内又研制成用于水轮机发电机变压器组的微机保护。1988年后冇多家研制成了变压器微机保护。电气主设备内部故障的主保护方案之一是差动保护，差动保护在发电机上的应用比较简单。作为变压器主保护，对其要求有两方面，即防止外部短路时不平衡电流及防止励磁涌流所致的误动作。但是作为变压器内部故障的主保护，差动保护将有许多特点和困难，变压器具有两个及更多个电压等级，构成差动保护所用电流互感器的额

4、定参数各不相同，由此产牛的差动保护不平衡电流将比发电机的大得多。变压器每相原副边电流之差（止常运行时的励磁电流）将作为变压器茅动保护不平衡电流的一种來源，特别是当变压器过励磁运行时，励磁电流可达变压器额定电流的水平，势必引起羞动保护误动作。更有甚者，在空载变压器突然合闸时，或者变圧器外部短路被切除而变圧器端电压突然恢复时，暂态励磁电流（即励磁涌流）的人小可与短路电流相比拟，在这样大的不平衡电流下，要求差动保护不误动，是一个相当复杂困难的技术问题。正常运行屮的变压器，根据电力系统的要求，需要调节分接头，这又将增大变压器井动保护的不平衡电流;变压器并动保护应能反应高、

5、低压绕组的匝间短路，而匝间短路时虽然短路环流屮电流很大，但流入差动保护的电流可能不大：变压器差动保护述应能反应高压侧（屮性点直接接地系统）经高阻接地的单相短路，此时故障电流也较小；当变压器绕组匝间短路时，变压器仍带有负荷，这就是说变压器内部短路时被保护设备仍有流出电流，影响保护的灵敏动作。综上所述，将差动保护用于变压器，一方面由于各种因索产生较人或很大的不平衡电流，另一方而又要求能反应具有流岀电流性质的轻微内部短路，可见变压器差动保护要比发电机等其他元件差动保护复杂得多。1.2励磁涌流判别原理的研究现状随着超高压、远距离输电在电力系统屮的应用越来越广泛，大容量变压

6、器的应用FI益增多，对变压器保护的可靠性、快速性提出了更高的要求。电力变压器在空载合闸投入电网或外部故障切除后电压恢复时会产生数值很人的励磁涌流，同时波形严重畸变，容易造成差动保护误动作，直接影响到变压器保护的可靠性。差动保护一真是电力变压器的主保护，其理论根据是基尔霍夫电流定律，对于纯电路设备，差动保护无懈可击。但是对于变压器而言，由于内部磁路的联系，木质上不再满足基尔霍夫电流定律,变压器励磁电流成了差动保护不平衡电流的一种来源。当前变压器差动保护的主要矛盾仍然集屮在励磁涌流和内部故障电流的鉴别上。近十多年来，国内外许多学者致力于变压器继电保护的研究，捉出了不少

7、判别励磁涌流的新原理和新方法。1）电流波形特征识别法电流波形特征识别法一直是人们研究的热点，目前仍占据主流。该方法以励磁涌流和内部故障电流波形特征的差异为依据。C运用于实践的方法有：二次谐波制动原理和间断角原理，新近提出的冇采样值差动原理、波形对称原理，波形叠加原理、波形相关性分析法和波形拟合法。其屮，采样值井动原理是间断角原理的衍牛，波形对称原理是间断角原理的改进,而波形叠加原理、波形和关性分析法和波形拟合法则是波形对称原理的衍生或改进。另外，随着科学研究领域的逐步扩大，研究层次的逐渐加深，产生的若干新兴学科也为判别励磁涌流捉供了新的手段，其屮冇代表性的是神经网

8、络和小波变