【PDF】基于等效瞬时漏感的变压器保护新原理.pdf

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1、基于等效瞬时漏感的变压器保护新原理王增平，马静，徐岩，刘浩芳（华北电力大学电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室，河北保定071003）摘要：本文在变压器模型回路方程的基础上，应用等效情况下的回路方程推算故障后的瞬时漏感参数，瞬时漏电感，提出了一种新型变压器保护原理。在内部故相对故障前会有很大的变化；同时故障相与非故障的情况下，绕组变形将会导致漏电感参数发生变化；而障相间的漏电感也会有明显的差别。本文利用这在正常运行、外部故障和励磁涌流情况下，变压器漏电感些差异构成变压器保护的新判据，将提高保护动等内部结构参数不会发生改变。因此，通

2、过计算等效瞬时作的灵敏度。该原理实现简单，避开了变压器难漏感参数，可有效地识别变压器的运行状态。两套动模试以取得的内部参数。两套动模试验数据验证了该验分析结果表明，该原理不受励磁涌流的影响，能够迅速、方案的正确性和可行性。可靠的切除变压器内部故障，对轻微故障也有足够的灵敏度。1变压器基本回路方程和漏感参数推导首先以双绕组单相变压器为例，计算基于电关键词：变压器保护；变压器模型；等效瞬时漏电感；励压、电流信息的瞬时漏感参数。磁涌流；内部故障1.1基本回路方程对于图1所示的单相变压器，设u1，u2分别0引言为一、二次绕组的电压，i1，i2分

3、别为一、二次绕现场运行的绝大部分电力变压器均采用纵联组的电流，L1，L2分别为一、二次绕组的漏感，[1]差动保护作为其主保护。由于差动保护区内不ψm为一、二次绕组的互感磁链，r1，r2分别为一、仅有电路还有磁路，违背了基尔霍夫电流定律，二次绕组的电阻。导致变压器在空载合闸或外部故障切除后电压恢复时，励磁涌流流入差动回路引起保护误动。因此，差动保护面临最严重的问题就是励磁涌流。目前，现场识别励磁涌流主要以二次谐波制动原理为主。但是由于超高压输电线路分布电容、串补或并补电容电感谐振的影响，以及变压器制造技术和制造材料的改善，基于二次谐波制动

4、原理的差动保护发生误动或拒动的可能性大大提高图1双绕组单相变压器了。鉴于二次谐波原理的不足，国内外众多学者[9]在正常运行情况下，有下面的关系式成立：[2-8]已提出了多种励磁涌流的识别方法。大致可以di1dm分为两类：一类是直面励磁涌流,寻求判别励磁涌uirL1111dtdt流和内部故障的方法,这种途径应充分考虑励磁(1)涌流时变压器铁心的非线性,如磁通特性法[2]。另di2dmuirL2222dtdt一类是抛开差动保护的思路,应用变压器电流、电压信息,从解决问题的开始就避开励磁涌流的问将(1)式中的dψ

5、m/dt消去得：题,如基于变压器回路方程的算法消去了直接体didi现变压器铁心磁通的非线性项,从而避开了励磁uuirirL1L2(2)12112212[3]dtdt涌流的困扰。本文采用后一种思路，在变压器回路方程的由于式(2)是根据变压器正常运行的模型得基础上，通过电压、电流信息的差分形式计算各到的，它适合于除变压器内部故障外的任何情况，侧瞬时漏电感参数。由于发生内部短路故障后，因此，可通过判别式(2)是否成立，来决定保护的变压器的漏磁场分布发生了变化，因此利用正常动作行为。然而，由于原、副边绕组漏感参数未1知，加之计算各绕组

6、的漏感所需的原始材料不易L2T(u(k)i(k1)u(k1)i(k))2122122凑齐，结果降低了保护的可靠性和灵敏度。22[i(k)i(k1)i(k1)i(k1)(6)22221.2等效瞬时漏感参数的推导1i(k)i(k2)]本文在回路方程的基础上提出一种实时计22算瞬时漏感参数的新方法，按照梯形法可将连续其中：u12=u1-u2，T为采样周期。的微分方程化为离散的差分方程，则kT和（k+1）2两绕组三相变压器回路方程和漏感参数T时刻由式(2)表示的统一方程具有如下形式：推导2.1两绕组三相变压器回路方程

7、u(k)u(k)i(k)ri(k)r121122i(k1)i(k1)i(k1)i(k1)(3)1122LL122T2Tu(k1)u(k1)i(k1)ri(k1)r121122i(k2)i(k)i(k2)i(k)(4)1122LL122T2T图2Y/Δ接线的三相变压器联立式(3)和式(4)，可得kT时刻瞬时漏电感对于图2所示的Y/Δ接线变压器，ia，ib，icL1，L2的计算式。利用此算法得到的瞬时漏电感，为Δ绕组中的电流，iA，iB，iC为Y绕组中的电是根据变压器正常运行的模型得到的。对于

8、内部流，ua，ub，uc为Δ绕组中的电压，uA，uB，uC故障情况，由于等式不再成立，计算得到的漏感为Y绕组中的电压，iLa，iLb，iLc为Δ绕组外A，值并不是实际测得的漏感值，因此，可以将其定B，C三相