波形比较法变压器差动保护原理

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1、第t{卷第y期中国电机工程学报∂²¯qt{²qyt

2、

3、{年tt月°µ²¦¨¨§¬±ª¶²©·«¨≤≥∞∞²√1t

4、

5、{波形比较法变压器差动保护原理何奔腾徐习东k浙江大学电机系杭州vtssuzl提要本文提出一种变压器差动保护的新原理∀该原了深入的研究∀理的思路是}通过面积比较的方法o将测量到的一周波变压器差流分成两段等长度的波形o由这两段波形的相关系数和方1基本原理差构成鉴别励磁涌流的判据∀该原理在本质上是涌流波形的设变压器差电流为ιkτl∀设置一个长度为一周波的观测形状!大小和变化率等多种特征量的综合鉴别∀仿真计算和模窗∀采用适当的方法o将观测窗内的ιkτl分解成两段波形o每拟试验的结

6、果表明o本文的原理可以采用分相制动o能够快速段的长度为半周波∀波形比较法变压器差动保护原理的思路切除合闸时的内部故障o并且受≤×饱和的影响小o因而兼有是根据这两段电流波形的形状和大小来区别励磁涌流和故二次谐波制动原理和间断角原理的优点∀保护的动作速度一障∀下面通过对非对称性涌流波形的分析来寻求ιkτl的分段般在tx°¶以内∀方法∀关键词变压器差动保护波形比较法非对称性涌流波形如图tk¤l所示∀设Τ为电流的周期o观测窗的左端为参考时刻∀将观测窗内的电流波形拓展一周0引言波o得ζkτlo即电流差动保护作为变压器的主保护有着悠久的历史∀变ιkτlsτΤζkτlktl压器差动保护的中心问题是如

7、何鉴别励磁涌流和内部故障电ιkτpΤlΤτuΤ流∀目前在工程上普遍采用二次谐波制动原理和间断角原理ζkτl如图tk¥l所示∀在ζkτl中截取两段波形Α和Β∀Α!的差动保护≈t!u ∀现代变压器铁心广泛采用高导磁冷轧晶粒硅Β的长度都是半周波o其区间分别为kταoταnΤÙul!kταnΤÙuo钢材料o饱和点低且剩磁较大o使得励磁涌流中某一相或两相ταnΤl∀为了确定ταo令电流的二次谐波分量很小≈v ∀为了防止励磁涌流引起的误动τnΤÙu作o往往采用三相二次谐波综合制动的方式∀这种方式带来的ΣkτlΘÞζkτlÞ§·sτΤkulτ问题是合闸于内部故障时保护动作速度很慢∀间断角原理的从式k

8、vl知oΣkτl是ζkτl在半周kτoτnΤÙul内的面积∀考优点是能够快速切除合闸于内部故障∀其缺点是≤×饱和时察sτvΤÙu内Σkτl的大小o在Σkτl达到最大的时刻就是间断角消失o必须采取某些措施来恢复间断角o增加了保护的我们要求的τα∀即复杂性∀同时由于≤×饱和的非线性性o要精确恢复间断角存Σkταl°¤¬ΣkτlkvlsτvΤÙu在困难∀有的间断角差动保护还采用波宽鉴别的辅助判据o在换句话说o在sτvΤÙu内oΑ的面积最大∀针对图t带长线的变压器内部故障时o丰富的谐波分量会延长保护的k¥l的波形求得Α!Β的波形如图tk¦l所示∀图中Α!Β分别用动作时间∀近年来o国内外学者提出

9、了很多鉴别励磁涌流的新粗线和细线表示∀令原理和新方法o如磁通特性鉴别法!等值电路参数鉴别法等等≈w∗z ξkτlζkτnταloψkτlpζkτnταnΤÙul∀这些原理需要对变压器的某些参数作人为的假设o其应用前景取决于理论上的进一步突破∀励磁涌流和内部故障sτΤÙukwl电流之间在波形上的差异是多方面的∀二次谐波制动原理和显然oξkτl就是图tk¦l中的Αoψkτl则是Β的负值∀ξkτl!间断角原理只是利用了这些差异的某一种特征量∀如果将多ψkτl的波形如图tk§l所示∀将式ktqtl代入式ktqwl得种特征量进行综合判别o显然能提高保护的性能∀基于以上认ξkτlιk°²§kτnτ

10、αllsτΤÙu识o本文对变压器励磁涌流和内部故障电流的鉴别方法进行ψkτlpιk°²§kτnταnΤÙullsτΤÙukxl其中本文于t

11、

12、z年y月uv日收到o于t

13、

14、z年tu月u日改回∀何奔腾t

15、{u年

16、月毕业于浙江大学电机系∀副教授o博士∀ττΤ时°²§kτlkyl从事电力系统继电保护的教学和研究∀τpΤτΤ时徐习东t

17、{{年

18、月毕业于浙江大学电机系∀讲师o硕士∀从事电力系统继电保护的教学和研究∀v

19、y中国电机工程学报第t{卷ΧοϖkΞoΨlΘΞΨktulΡkΞlΡkΨl图1非对称性涌流Φιγq1Νον−σψµµετριχαλΙνρυσηΧυρρεντ图uk¤l为对称性励磁涌流波

20、形∀与非对称性涌流的处理方法相同o求得观测窗内的Α!Β波形和ξkτl!ψkτlo分别如图图3内部故障电流Φιγq3ΙντερµαλΦαυλτΧυρρεντuk¥l!k¦l所示∀图vk¤l为故障电流波形k含有sqx非周期分式kzl∗式ktul中oΕkΞl!ΕkΨl!ΡkΞl!ΡkΨl分别为ξ量lo图vk¥l和图vk¦l分别为Α!Β波形和ξkτl!ψkτl∀根据图kτl!ψkτl的数学期望和均方差~≤²√kΞoΨl为ξkτl和ψkτl之tk§l!图