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答辩 变压器励磁涌流及其识别方法


变压器励磁涌流及 其识别方法

本课题的背景与提出意义
背景: 随着我国电力系统的不断发展,电的供 应要求越来越高,为保证供电质量以及电力系 统的安全运行,对变压器保护要求也更高,而 励磁涌流就是影响变压器保护的一个重要因素。 提出意义:电力变压器在整个系统中起转换枢 纽作用。它的安全运行直接关系到整个电力系 统连续稳定地工作。因此研制动作速度快、可 靠性高、灵敏度高的变压器保护装置是保护界 人士追求的目标。

课题任务要求
1、掌握变压器励磁涌流产生及特点; 2、掌握目前鉴别变压器励磁涌流与短路 电流的识别方法; 3、掌握MATLAB仿真软件的应用; 4、学会利用MATLAB仿真软件对变压器 励磁涌流与短路电流波形特征进行仿真。

论文的结构和内容
第一章 绪论 阐述了本课题提出的背景及意义和研究现状,以及本课题 的主要工作。

第二章 变压器励磁涌流和短路电流的对比分析
对变压器励磁涌流的产生机理和波形特征进行了研究,并 对比励磁涌流和故障电流波形的典型特点,进行综合分析 比对。

第三章 目前变压器励磁涌流的识别方法综述
对现有的多种涌流识别方法行了详细的分析研究,分析了 各种方法的优点与不足。 第四章 基于半波傅里叶算法的励磁涌流法

分析现有全波傅里叶算法,用改进的全波傅里叶算法,研 究了将其和二次谐波制动原理相结合的,励磁涌流的识别法。
第五章 用MATLAB对三相变压器励磁涌流仿真分析。 使用MATLAB 仿真软件,对三相变压器励磁涌流进行仿 真分析。

变压器励磁涌流识别方法研究
实际上现在的变压器差动保护中主要需要解决两个问 题:一是识别励磁涌流;二是区分外部故障和内部故障。 变压器差动保护在一定程度上能够较好地区分内部故 障和外部故障,但在识别励磁涌流方面的可靠性还有些偏 低,因此当前变压器差动保护的主要矛盾仍然体现在区 分励磁涌流和内部故障电流上。

变压器差动保护的基本原理
差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作 的,当变压器正常工作或区外故障时,将 其看作理想变压器,则流入变压器的电流 和流出电流(折算后的电流)相等,差动 继电器不动作。当变压器内部故障时,两 侧(或三侧)向故障点提供短路电流,差 动保护感受到的二次电流和的正比于故障 点电流,差动继电器动作。

短路故障电流及其特征
相比于励磁涌流,故障电流非周期分量、 二次谐波及高次谐波分量均偏少,幅值衰减 不受变压器容量和铁心饱和程度的限制。故 障电流波形与正弦波比较接近,可据此研究 涌流形识别判据,对故障电流正弦波和励磁 涌流的尖顶波进行区分。

目前变压器励磁涌流识别方法
1.基于变压器回路方程原理识别法
产生励磁涌流的最根本原因在于变压器励 磁支路由于铁心饱和而导致的非线性。基于励 磁电感参数识别方法浪涌电流的浪涌电流,识 别励磁涌流和故障电流通过磁化电感的变化的 原因,性质,能有效降低谐波分量随到。环公 式识别方法的基础上,是根据在绕组上的参数 变化和绕组中的电流的变化,以确定是否在变 压器内部障。

2.基于波形特征识别法
目前广泛采用的一些方案是基于励磁涌流的波形特征,基于 波形特征识别法基本可以分为两个大方向:一种是利用二次谐波 和间断角特征,通过新的数学模型或算法提高识别的准确性;另 一种是利用其他波形特征结合合适的算法来实现励磁涌流的识别。 基于励磁涌流和故障电流的频率的傅里叶级数表达式的 基础上推导出的单相涌流分析的差异的基础上满足目标中的涌流 的波形,在涌流的谐波分析中,发现励磁涌流中的相位信息对正 确判别涌流也非常有效,如二次谐波制动原理增加相位判据特征, 可根据基波与二次谐波之间的相位关系,自适应调整二次谐波制 动比,充分利用涌流频谱中的幅值、相位信息,对提高二次谐波 制动原理的性能有很大的价值,能有效改善大型变压器中区分涌 流和内部短路的能力。

3.磁通特性识别

半波傅里叶算法理论基础
半波傅里叶算法,它的反应速度十分快, 因为这点被广泛运用,但此算法只会滤除掉奇 次谐波的分量。但是偶次谐波分量与衰减非周 期分量成了他的误差源头。 半波傅里叶算法作为一个能反映偶次谐波分 量的影响的因素,并且作为励磁涌流的一个重 要特征偶次谐波分量,所以可以利用半波傅里 叶算法来识别励磁涌流。

MATLAB仿真
变压器空载合闸模型

变压器内部短路故障模型


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