數(shù)字變壓器差動(dòng)保護(hù)原理電網(wǎng)所交流課件

內(nèi)容介紹差動(dòng)保護(hù)原理變壓器星三角變換問(wèn)題完全消除零序不完全消除零序變壓器勵(lì)磁涌流問(wèn)題空載合閘涌流恢復(fù)性涌流和應(yīng)涌流TA飽和問(wèn)題外部故障下的TA暫態(tài)飽和外部故障切除條件下的TA局部暫態(tài)飽和內(nèi)容介紹差動(dòng)保護(hù)原理1影響因素?cái)?shù)字變壓器差動(dòng)保護(hù)的構(gòu)成影響因素?cái)?shù)字變壓器差動(dòng)保護(hù)的構(gòu)成2差動(dòng)保護(hù)原理正常內(nèi)部故障因此可以將KCL定義為動(dòng)作量，當(dāng)認(rèn)為是區(qū)內(nèi)故障，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作差動(dòng)保護(hù)原理正常內(nèi)部故障因此可以將KCL定義為動(dòng)作量，當(dāng)認(rèn)為3提高差動(dòng)保護(hù)的靈敏度將動(dòng)作邊界整定在不平衡電流曲線之上，不平衡電流隨著外部故障電流的增大而增大動(dòng)作電流制動(dòng)電流（區(qū)外故障穿越性電流）定義提高差動(dòng)保護(hù)的靈敏度將動(dòng)作邊界整定在不平衡電流曲線之上，不平4變壓器不平衡電流的來(lái)源1.計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流

2.由變壓器帶負(fù)荷調(diào)節(jié)分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流

3.電流互感器傳變誤差產(chǎn)生的不平衡電流

Y/delta變換造成的固有相位差4、變壓器勵(lì)磁涌流（空載合閘涌流、外部故障切除涌流，和應(yīng)涌流。。。）變壓器不平衡電流的來(lái)源1.計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平5變壓器差動(dòng)保護(hù)的原理性問(wèn)題星三角變換問(wèn)題勵(lì)磁涌流識(shí)別問(wèn)題TA飽和問(wèn)題變壓器差動(dòng)保護(hù)不同于發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)相同安-匝原理

變壓器差動(dòng)保護(hù)的原理性問(wèn)題星三角變換問(wèn)題6星三角變換問(wèn)題Y/delta變壓器在正常運(yùn)行時(shí)一次側(cè)和二次側(cè)就有固定的30度相位差，如何解決？通過(guò)TA的變比和連接方式進(jìn)行校正在裝置中進(jìn)行幅值和相位的校正星三角變換問(wèn)題Y/delta變壓器在正常運(yùn)行時(shí)一次側(cè)和二次側(cè)7通過(guò)TA的變比和連接方式進(jìn)行校正通過(guò)TA的變比和連接方式進(jìn)行校正8在裝置內(nèi)部進(jìn)行幅值和相位校正1：完全消除零序2：不完全消除零序在裝置內(nèi)部進(jìn)行幅值和相位校正1：完全消除零序91：完全消除零序電流向高壓二次側(cè)歸算，是一種相間差動(dòng)保護(hù)，變壓器差動(dòng)保護(hù)不反映零序分量1：完全消除零序電流向高壓二次側(cè)歸算，是一種相間差動(dòng)保護(hù)，變102：不完全消除零序電流向高壓二次側(cè)歸算往二次側(cè)電流最大一側(cè)進(jìn)行歸算，準(zhǔn)確度更高2：不完全消除零序電流向高壓二次側(cè)歸算往二次側(cè)電流最大一側(cè)進(jìn)11不完全消除零序的優(yōu)點(diǎn)可以提高區(qū)內(nèi)接地故障的靈敏度不完全消除零序的優(yōu)點(diǎn)可以提高區(qū)內(nèi)接地故障的靈敏度12ABB采用的方法基波差動(dòng)電流的計(jì)算流過(guò)電力變壓器原邊，付邊（及第三邊）的電流，引入一“公分母”則可在數(shù)字式繼電器中互相進(jìn)行比較?！肮帜浮蓖ǔ殡娏ψ儔浩鞯母哆?。若付邊作為基準(zhǔn)邊，那么原邊電流（以及第三邊電流）須始終換算（折算）到付邊，它們的相位也須考慮到。RET521的差動(dòng)保護(hù)算法以付邊為基準(zhǔn)邊。

以Yd1接線為例子Idif_a(i)=Ia(i)–[IA(i)–IC(i)]*(n1/n2)(相L1)Idif_b(i)=Ib(i)–[IB(i)–IA(i)]*(n1/n2)(相L2)Idif_c(i)=Ic(i)–[IC(i)–IB(i)]*(n1/n2)(相L3)

ABB采用的方法基波差動(dòng)電流的計(jì)算以Yd1接線為例子13ABB采用的方法（雙繞組）Ia“*n2=IA*n1變壓器a相鐵芯柱上安-匝相等歸算到低壓側(cè)Ic“*n2=IC*n1變壓器c相鐵芯柱上安-匝相等

Ia"=IA*(n1/n2)不能測(cè)量的電流可表示成能測(cè)量Ic"=IC*(n1/n2)端電流的函數(shù)

Ia=Ia"–Ic"=(IA–IC)*(n1/n2)不能測(cè)量的Ia"和Ic"現(xiàn)被除去Idif_a=Ia–(IA–IC)*(n1/n2)a相差動(dòng)電流表達(dá)式Idif_a=Ia–(IA–IC)*(Ur1/sqrt(3))/Ur2匝比通常由額定電壓獲取

ABB采用的方法（雙繞組）Ia“*n2=IA*n14變壓器勵(lì)磁涌流問(wèn)題空載合閘涌流外部故障切除涌流和應(yīng)涌流變壓器勵(lì)磁涌流問(wèn)題空載合閘涌流15單相變壓器勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的機(jī)理單相變壓器勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的機(jī)理16假設(shè)條件

變壓器勵(lì)磁涌流的基本原理及其特點(diǎn)

變壓器勵(lì)磁涌流是變壓器鐵芯飽和所致

單相變壓器勵(lì)磁涌流分析

假設(shè)條件：

(1)合閘電源為無(wú)窮大，合閘時(shí)母線電壓不變化；

(2)合閘回路電阻不考慮；

(3)忽略漏抗壓降；

(4)鐵芯的磁特性處理為兩段折線，不考慮磁滯回線的影響。假設(shè)條件變壓器勵(lì)磁涌流的基本原理及其特點(diǎn)17單相涌流的解析分析（磁鏈）設(shè)單相變壓器合閘電源電壓為： 其中：為電壓合閘角 假設(shè)變壓器一次繞組匝數(shù)N=1，變壓器空載合閘的過(guò)程方程如下：

由上式以及可得：

其中：為空載合閘前的鐵芯剩磁；為對(duì)應(yīng)于的穩(wěn)態(tài)磁通的幅值，。

單相涌流的解析分析（磁鏈）設(shè)單相變壓器合閘電源電壓為：18勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的圖解分析勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的圖解分析19等效分析等效分析20勵(lì)磁涌流表達(dá)式

單相變壓器勵(lì)磁涌流的表達(dá)式為：

其中：為合閘回路的基波電抗。 由上式可見(jiàn)，單相變壓器勵(lì)磁涌流主要與如下因素有關(guān)： （1）系統(tǒng)電壓；（2）合閘初相角；（3）剩磁的大小和方向；（4）飽和磁通的大小勵(lì)磁涌流表達(dá)式 單相變壓器勵(lì)磁涌流的表達(dá)式為：21空載合閘變壓器涌流波形

下圖為由動(dòng)模試驗(yàn)得到的單相變壓器勵(lì)磁涌流的波形，可見(jiàn)勵(lì)磁涌流間斷且含有較大的二次諧波分量。

空載合閘變壓器涌流波形 下圖為由動(dòng)模試驗(yàn)得到的單相變壓器勵(lì)22涌流的間斷角

當(dāng)變壓器空投或區(qū)外故障切除電壓恢復(fù)正常的過(guò)程中，由于磁通不能突變，磁通中出現(xiàn)了非周期性的暫態(tài)分量，與鐵芯剩磁一起使變壓器鐵芯飽和，同時(shí)由于電壓是交變的，因而在一個(gè)周波內(nèi)變壓器鐵芯周期性地進(jìn)入飽和區(qū)和退出飽和區(qū)。因此，涌流的波形存在間斷角，單相變壓器勵(lì)磁涌流的間斷角大小為：涌流的間斷角 當(dāng)變壓器空投或區(qū)外故障切除電壓恢復(fù)正常的過(guò)程23變壓器勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)：（1）有很大的峰值；（2）含有大量的偶次諧波分量，其中以二次諧波最為顯著；（3）單相變壓器勵(lì)磁涌流中認(rèn)為必有直流分量，對(duì)三相變壓器而言，往往三相中有一相涌流沒(méi)有直流分量－－對(duì)稱(chēng)涌流；（4）無(wú)論單向涌流還是對(duì)稱(chēng)涌流都有間斷角。變壓器勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)：（1）有很大的峰值；24三相變壓器涌流特點(diǎn)

三相變壓器差動(dòng)保護(hù)的二次電流相位調(diào)整通常采用星形向三角形變換來(lái)調(diào)整差流平衡，這樣從電流互感器二次側(cè)流入差動(dòng)保護(hù)的電流實(shí)際上是變壓器一次側(cè)的兩相電流之差。因此，研究三相變壓器縱差保護(hù)應(yīng)對(duì)兩相電流之差的特征進(jìn)行分析。 由于差關(guān)系的存在，三相變壓器勵(lì)磁涌流中可能出現(xiàn)對(duì)稱(chēng)涌流。 三相變壓器涌流特點(diǎn)25三相涌流波形

圖為動(dòng)模試驗(yàn)得到的三相變壓器勵(lì)磁涌流的波形，其中：a、c為單向涌流的波形，b為對(duì)稱(chēng)涌流的波形。圖動(dòng)模試驗(yàn)得到的三相勵(lì)磁涌流的波形

三相涌流波形 圖為動(dòng)模試驗(yàn)得到的三相變壓器勵(lì)磁涌流的波形，26三角側(cè)繞組內(nèi)有環(huán)流（零序涌流）不經(jīng)過(guò)星三角變換，差流中也有對(duì)稱(chēng)涌流！ABC三角側(cè)繞組內(nèi)有環(huán)流（零序涌流）不經(jīng)過(guò)星三角變換，ABC27勵(lì)磁涌流對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)的影響

差動(dòng)保護(hù)的理論基礎(chǔ)是KCL定律

當(dāng)被保護(hù)設(shè)備是變壓器時(shí)，當(dāng)變壓器空載合閘或外部故障切除電壓恢復(fù)時(shí)，有：

由于勵(lì)磁涌流的數(shù)值很大，可以與故障電流相比擬，因此如果不采取一定的措施，必將導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。故需要正確識(shí)別出勵(lì)磁涌流，并在涌流情況下閉鎖差動(dòng)保護(hù)。勵(lì)磁涌流對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)的影響 差動(dòng)保護(hù)的理論基礎(chǔ)是K28典型的涌流識(shí)別方法介紹1二次諧波制動(dòng)原理判據(jù)：“或”門(mén)制動(dòng)方式缺陷：合閘于內(nèi)部故障時(shí)的出口延時(shí)問(wèn)題加速判據(jù)：如低電壓加速典型的涌流識(shí)別方法介紹1二次諧波制動(dòng)原理29典型的涌流識(shí)別方法介紹2間斷角閉鎖原理（1）涌流的間斷角特征：典型的涌流識(shí)別方法介紹2間斷角閉鎖原理30典型的涌流識(shí)別方法介紹（2）判據(jù)：

當(dāng)差流的間斷角大于65度時(shí)，判別為勵(lì)磁涌流；當(dāng)間斷角小于65度且波寬大于140度時(shí)，則判別為可能不是勵(lì)磁涌流。（3）局限性：

a.要求很高的采樣率－》對(duì)硬件的要求較高；

b.CT傳變的影響－反向電流。典型的涌流識(shí)別方法介紹（2）判據(jù)：31典型的涌流識(shí)別方法介紹波形對(duì)稱(chēng)原理(1)基本思想：比較微分電流的前后半波的對(duì)稱(chēng)性來(lái)識(shí)別涌流。(2)判據(jù)：(3)波形對(duì)稱(chēng)原理的本質(zhì)：偶次諧波分量/基波與基次諧波典型的涌流識(shí)別方法介紹波形對(duì)稱(chēng)原理32典型的涌流識(shí)別方法介紹應(yīng)用最新的數(shù)學(xué)工具識(shí)別涌流的方法

a.用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別涌流； 樣本的獲取、計(jì)算速度的問(wèn)題

b.利用小波分析是識(shí)別涌流； 處理速度的問(wèn)題－》硬件的要求高

c.利用模糊貼近度和模糊多判據(jù)識(shí)別涌流。典型的涌流識(shí)別方法介紹應(yīng)用最新的數(shù)學(xué)工具識(shí)別涌流的方法33差動(dòng)動(dòng)作邏輯差動(dòng)動(dòng)作邏輯34內(nèi)部故障變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作軌跡內(nèi)部故障變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作軌跡35外部故障變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作軌跡外部故障變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作軌跡36變壓器外部故障切除恢復(fù)性涌流近年來(lái)，變壓器差動(dòng)保護(hù)出現(xiàn)區(qū)外故障切除后誤動(dòng)的報(bào)道。但長(zhǎng)期以來(lái)，變壓器區(qū)外故障切除后的電壓恢復(fù)過(guò)程被認(rèn)為與變壓器的空載合閘一致，實(shí)際上，變壓器在外部故障切除后的電磁暫態(tài)過(guò)程有其自身的特點(diǎn)。變壓器經(jīng)歷外部故障切除擾動(dòng)可以按故障電流是否流經(jīng)變壓器來(lái)劃分成兩種情況：一種是短路故障時(shí)故障電流不流過(guò)變壓器，另一種是故障電流流過(guò)變壓器。變壓器外部故障切除恢復(fù)性涌流近年來(lái)，變壓器差動(dòng)保護(hù)出現(xiàn)區(qū)外故37外部故障切除示意圖切除越快，恢復(fù)涌流產(chǎn)生的可能性越??；切除越慢，恢復(fù)涌流產(chǎn)生的越大。因此對(duì)于超高壓電網(wǎng)，故障切除快，電壓支撐強(qiáng)，恢復(fù)涌流很難產(chǎn)生；外部故障切除示意圖切除越快，恢復(fù)涌流產(chǎn)生的可能性越小；切除越38數(shù)字變壓器差動(dòng)保護(hù)原理電網(wǎng)所交流課件39恢復(fù)性涌流對(duì)于實(shí)際電力系統(tǒng)，變壓器在外部故障切除后從故障電流恢復(fù)成負(fù)荷電流，使得難以直接從變壓器一次側(cè)觀察恢復(fù)性涌流，負(fù)荷電流的存在減弱了涌流特征。此外，變壓器在短時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷外部故障發(fā)生和被切除的擾動(dòng)，出現(xiàn)各種諧波電流，使得電流波形畸變，對(duì)恢復(fù)性涌流也會(huì)產(chǎn)生影響?；謴?fù)性涌流對(duì)于實(shí)際電力系統(tǒng)，變壓器在外部故障切除后從故障電流40和應(yīng)涌流問(wèn)題

一臺(tái)220kV升壓變壓器空載合閘，其縱差保護(hù)未誤動(dòng)，與之并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)變組中發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)發(fā)生誤動(dòng)和應(yīng)涌流問(wèn)題一臺(tái)220kV升壓變壓器空載合閘，其縱差保護(hù)未41和應(yīng)涌流產(chǎn)生的機(jī)理分析和應(yīng)涌流產(chǎn)生的機(jī)理分析42數(shù)字變壓器差動(dòng)保護(hù)原理電網(wǎng)所交流課件43一次和應(yīng)涌流事故舉例一次和應(yīng)涌流事故舉例（另例）長(zhǎng)時(shí)間非周期分量的作用引起TA局部暫態(tài)飽和一次和應(yīng)涌流事故舉例一次和應(yīng)涌流事故舉例（另例）44TA飽和問(wèn)題近年來(lái)保護(hù)動(dòng)作統(tǒng)計(jì)表明數(shù)字變壓器差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作準(zhǔn)確率偏低，除了和變壓器勵(lì)磁涌流有關(guān)外，另外一個(gè)重要的因素就是電流互感器的飽和問(wèn)題。TA飽和問(wèn)題近年來(lái)保護(hù)動(dòng)作統(tǒng)計(jì)表明數(shù)字變壓器差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作準(zhǔn)45引起TA飽和的主要因素外部故障電流引起的TA暫態(tài)飽和勵(lì)磁涌流引起的TA飽和外部故障切除引起TA局部暫態(tài)飽和太陽(yáng)黑子爆發(fā)引發(fā)的地磁誘發(fā)電流

直流偏磁引起的TA飽和引起TA飽和的主要因素外部故障電流引起的TA暫態(tài)飽和勵(lì)磁涌流46TA的暫態(tài)模型令TA的暫態(tài)模型令47飽和的穩(wěn)態(tài)分析

飽和的穩(wěn)態(tài)分析48TA的暫態(tài)飽和+-+TA的暫態(tài)飽和+-+49外部故障TA暫態(tài)飽和差動(dòng)動(dòng)作軌跡（1）外部故障TA暫態(tài)飽和差動(dòng)動(dòng)作軌跡（1）50外部故障TA暫態(tài)飽和差動(dòng)動(dòng)作軌跡（2）外部故障TA暫態(tài)飽和差動(dòng)動(dòng)作軌跡（2）51TA飽和類(lèi)型分類(lèi)TA飽和類(lèi)型分類(lèi)52TA的暫態(tài)飽和與局部暫態(tài)飽和TA的暫態(tài)飽和與局部暫態(tài)飽和53揚(yáng)州外部故障切除差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)問(wèn)題揚(yáng)州外部故障切除差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)問(wèn)題54微機(jī)保護(hù)中離散量信號(hào)分析

微機(jī)保護(hù)中離散量信號(hào)分析55

謝謝！謝謝！56內(nèi)容介紹差動(dòng)保護(hù)原理變壓器星三角變換問(wèn)題完全消除零序不完全消除零序變壓器勵(lì)磁涌流問(wèn)題空載合閘涌流恢復(fù)性涌流和應(yīng)涌流TA飽和問(wèn)題外部故障下的TA暫態(tài)飽和外部故障切除條件下的TA局部暫態(tài)飽和內(nèi)容介紹差動(dòng)保護(hù)原理57影響因素?cái)?shù)字變壓器差動(dòng)保護(hù)的構(gòu)成影響因素?cái)?shù)字變壓器差動(dòng)保護(hù)的構(gòu)成58差動(dòng)保護(hù)原理正常內(nèi)部故障因此可以將KCL定義為動(dòng)作量，當(dāng)認(rèn)為是區(qū)內(nèi)故障，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作差動(dòng)保護(hù)原理正常內(nèi)部故障因此可以將KCL定義為動(dòng)作量，當(dāng)認(rèn)為59提高差動(dòng)保護(hù)的靈敏度將動(dòng)作邊界整定在不平衡電流曲線之上，不平衡電流隨著外部故障電流的增大而增大動(dòng)作電流制動(dòng)電流（區(qū)外故障穿越性電流）定義提高差動(dòng)保護(hù)的靈敏度將動(dòng)作邊界整定在不平衡電流曲線之上，不平60變壓器不平衡電流的來(lái)源1.計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流

2.由變壓器帶負(fù)荷調(diào)節(jié)分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流

3.電流互感器傳變誤差產(chǎn)生的不平衡電流

Y/delta變換造成的固有相位差4、變壓器勵(lì)磁涌流（空載合閘涌流、外部故障切除涌流，和應(yīng)涌流。。。）變壓器不平衡電流的來(lái)源1.計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平61變壓器差動(dòng)保護(hù)的原理性問(wèn)題星三角變換問(wèn)題勵(lì)磁涌流識(shí)別問(wèn)題TA飽和問(wèn)題變壓器差動(dòng)保護(hù)不同于發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)相同安-匝原理

變壓器差動(dòng)保護(hù)的原理性問(wèn)題星三角變換問(wèn)題62星三角變換問(wèn)題Y/delta變壓器在正常運(yùn)行時(shí)一次側(cè)和二次側(cè)就有固定的30度相位差，如何解決？通過(guò)TA的變比和連接方式進(jìn)行校正在裝置中進(jìn)行幅值和相位的校正星三角變換問(wèn)題Y/delta變壓器在正常運(yùn)行時(shí)一次側(cè)和二次側(cè)63通過(guò)TA的變比和連接方式進(jìn)行校正通過(guò)TA的變比和連接方式進(jìn)行校正64在裝置內(nèi)部進(jìn)行幅值和相位校正1：完全消除零序2：不完全消除零序在裝置內(nèi)部進(jìn)行幅值和相位校正1：完全消除零序651：完全消除零序電流向高壓二次側(cè)歸算，是一種相間差動(dòng)保護(hù)，變壓器差動(dòng)保護(hù)不反映零序分量1：完全消除零序電流向高壓二次側(cè)歸算，是一種相間差動(dòng)保護(hù)，變662：不完全消除零序電流向高壓二次側(cè)歸算往二次側(cè)電流最大一側(cè)進(jìn)行歸算，準(zhǔn)確度更高2：不完全消除零序電流向高壓二次側(cè)歸算往二次側(cè)電流最大一側(cè)進(jìn)67不完全消除零序的優(yōu)點(diǎn)可以提高區(qū)內(nèi)接地故障的靈敏度不完全消除零序的優(yōu)點(diǎn)可以提高區(qū)內(nèi)接地故障的靈敏度68ABB采用的方法基波差動(dòng)電流的計(jì)算流過(guò)電力變壓器原邊，付邊（及第三邊）的電流，引入一“公分母”則可在數(shù)字式繼電器中互相進(jìn)行比較?！肮帜浮蓖ǔ殡娏ψ儔浩鞯母哆?。若付邊作為基準(zhǔn)邊，那么原邊電流（以及第三邊電流）須始終換算（折算）到付邊，它們的相位也須考慮到。RET521的差動(dòng)保護(hù)算法以付邊為基準(zhǔn)邊。

以Yd1接線為例子Idif_a(i)=Ia(i)–[IA(i)–IC(i)]*(n1/n2)(相L1)Idif_b(i)=Ib(i)–[IB(i)–IA(i)]*(n1/n2)(相L2)Idif_c(i)=Ic(i)–[IC(i)–IB(i)]*(n1/n2)(相L3)

ABB采用的方法基波差動(dòng)電流的計(jì)算以Yd1接線為例子69ABB采用的方法（雙繞組）Ia“*n2=IA*n1變壓器a相鐵芯柱上安-匝相等歸算到低壓側(cè)Ic“*n2=IC*n1變壓器c相鐵芯柱上安-匝相等

Ia"=IA*(n1/n2)不能測(cè)量的電流可表示成能測(cè)量Ic"=IC*(n1/n2)端電流的函數(shù)

Ia=Ia"–Ic"=(IA–IC)*(n1/n2)不能測(cè)量的Ia"和Ic"現(xiàn)被除去Idif_a=Ia–(IA–IC)*(n1/n2)a相差動(dòng)電流表達(dá)式Idif_a=Ia–(IA–IC)*(Ur1/sqrt(3))/Ur2匝比通常由額定電壓獲取

ABB采用的方法（雙繞組）Ia“*n2=IA*n70變壓器勵(lì)磁涌流問(wèn)題空載合閘涌流外部故障切除涌流和應(yīng)涌流變壓器勵(lì)磁涌流問(wèn)題空載合閘涌流71單相變壓器勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的機(jī)理單相變壓器勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的機(jī)理72假設(shè)條件

變壓器勵(lì)磁涌流的基本原理及其特點(diǎn)

變壓器勵(lì)磁涌流是變壓器鐵芯飽和所致

單相變壓器勵(lì)磁涌流分析

假設(shè)條件：

(1)合閘電源為無(wú)窮大，合閘時(shí)母線電壓不變化；

(2)合閘回路電阻不考慮；

(3)忽略漏抗壓降；

(4)鐵芯的磁特性處理為兩段折線，不考慮磁滯回線的影響。假設(shè)條件變壓器勵(lì)磁涌流的基本原理及其特點(diǎn)73單相涌流的解析分析（磁鏈）設(shè)單相變壓器合閘電源電壓為： 其中：為電壓合閘角 假設(shè)變壓器一次繞組匝數(shù)N=1，變壓器空載合閘的過(guò)程方程如下：

由上式以及可得：

其中：為空載合閘前的鐵芯剩磁；為對(duì)應(yīng)于的穩(wěn)態(tài)磁通的幅值，。

單相涌流的解析分析（磁鏈）設(shè)單相變壓器合閘電源電壓為：74勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的圖解分析勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的圖解分析75等效分析等效分析76勵(lì)磁涌流表達(dá)式

單相變壓器勵(lì)磁涌流的表達(dá)式為：

其中：為合閘回路的基波電抗。 由上式可見(jiàn)，單相變壓器勵(lì)磁涌流主要與如下因素有關(guān)： （1）系統(tǒng)電壓；（2）合閘初相角；（3）剩磁的大小和方向；（4）飽和磁通的大小勵(lì)磁涌流表達(dá)式 單相變壓器勵(lì)磁涌流的表達(dá)式為：77空載合閘變壓器涌流波形

下圖為由動(dòng)模試驗(yàn)得到的單相變壓器勵(lì)磁涌流的波形，可見(jiàn)勵(lì)磁涌流間斷且含有較大的二次諧波分量。

空載合閘變壓器涌流波形 下圖為由動(dòng)模試驗(yàn)得到的單相變壓器勵(lì)78涌流的間斷角

當(dāng)變壓器空投或區(qū)外故障切除電壓恢復(fù)正常的過(guò)程中，由于磁通不能突變，磁通中出現(xiàn)了非周期性的暫態(tài)分量，與鐵芯剩磁一起使變壓器鐵芯飽和，同時(shí)由于電壓是交變的，因而在一個(gè)周波內(nèi)變壓器鐵芯周期性地進(jìn)入飽和區(qū)和退出飽和區(qū)。因此，涌流的波形存在間斷角，單相變壓器勵(lì)磁涌流的間斷角大小為：涌流的間斷角 當(dāng)變壓器空投或區(qū)外故障切除電壓恢復(fù)正常的過(guò)程79變壓器勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)：（1）有很大的峰值；（2）含有大量的偶次諧波分量，其中以二次諧波最為顯著；（3）單相變壓器勵(lì)磁涌流中認(rèn)為必有直流分量，對(duì)三相變壓器而言，往往三相中有一相涌流沒(méi)有直流分量－－對(duì)稱(chēng)涌流；（4）無(wú)論單向涌流還是對(duì)稱(chēng)涌流都有間斷角。變壓器勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)：（1）有很大的峰值；80三相變壓器涌流特點(diǎn)

三相變壓器差動(dòng)保護(hù)的二次電流相位調(diào)整通常采用星形向三角形變換來(lái)調(diào)整差流平衡，這樣從電流互感器二次側(cè)流入差動(dòng)保護(hù)的電流實(shí)際上是變壓器一次側(cè)的兩相電流之差。因此，研究三相變壓器縱差保護(hù)應(yīng)對(duì)兩相電流之差的特征進(jìn)行分析。 由于差關(guān)系的存在，三相變壓器勵(lì)磁涌流中可能出現(xiàn)對(duì)稱(chēng)涌流。 三相變壓器涌流特點(diǎn)81三相涌流波形

圖為動(dòng)模試驗(yàn)得到的三相變壓器勵(lì)磁涌流的波形，其中：a、c為單向涌流的波形，b為對(duì)稱(chēng)涌流的波形。圖動(dòng)模試驗(yàn)得到的三相勵(lì)磁涌流的波形

三相涌流波形 圖為動(dòng)模試驗(yàn)得到的三相變壓器勵(lì)磁涌流的波形，82三角側(cè)繞組內(nèi)有環(huán)流（零序涌流）不經(jīng)過(guò)星三角變換，差流中也有對(duì)稱(chēng)涌流！ABC三角側(cè)繞組內(nèi)有環(huán)流（零序涌流）不經(jīng)過(guò)星三角變換，ABC83勵(lì)磁涌流對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)的影響

差動(dòng)保護(hù)的理論基礎(chǔ)是KCL定律

當(dāng)被保護(hù)設(shè)備是變壓器時(shí)，當(dāng)變壓器空載合閘或外部故障切除電壓恢復(fù)時(shí)，有：

由于勵(lì)磁涌流的數(shù)值很大，可以與故障電流相比擬，因此如果不采取一定的措施，必將導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。故需要正確識(shí)別出勵(lì)磁涌流，并在涌流情況下閉鎖差動(dòng)保護(hù)。勵(lì)磁涌流對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)的影響 差動(dòng)保護(hù)的理論基礎(chǔ)是K84典型的涌流識(shí)別方法介紹1二次諧波制動(dòng)原理判據(jù)：“或”門(mén)制動(dòng)方式缺陷：合閘于內(nèi)部故障時(shí)的出口延時(shí)問(wèn)題加速判據(jù)：如低電壓加速典型的涌流識(shí)別方法介紹1二次諧波制動(dòng)原理85典型的涌流識(shí)別方法介紹2間斷角閉鎖原理（1）涌流的間斷角特征：典型的涌流識(shí)別方法介紹2間斷角閉鎖原理86典型的涌流識(shí)別方法介紹（2）判據(jù)：

當(dāng)差流的間斷角大于65度時(shí)，判別為勵(lì)磁涌流；當(dāng)間斷角小于65度且波寬大于140度時(shí)，則判別為可能不是勵(lì)磁涌流。（3）局限性：

a.要求很高的采樣率－》對(duì)硬件的要求較高；

b.CT傳變的影響－反向電流。典型的涌流識(shí)別方法介紹（2）判據(jù)：87典型的涌流識(shí)別方法介紹波形對(duì)稱(chēng)原理(1)基本思想：比較微分電流的前后半波的對(duì)稱(chēng)性來(lái)識(shí)別涌流。(2)判據(jù)：(3)波形對(duì)稱(chēng)原理的本質(zhì)：偶次諧波分量/基波與基次諧波典型的涌流識(shí)別方法介紹波形對(duì)稱(chēng)原理88典型的涌流識(shí)別方法介紹應(yīng)用最新的數(shù)學(xué)工具識(shí)別涌流的方法

a.用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別涌流； 樣本的獲取、計(jì)算速度的問(wèn)題

b.利用小波分析是識(shí)別涌流； 處理速度的問(wèn)題－》硬件的要求高

c.利用模糊貼近度和模糊多判據(jù)識(shí)別涌流。典型的涌流識(shí)別方法介紹應(yīng)用最新的數(shù)學(xué)工具識(shí)別涌流的方法89差動(dòng)動(dòng)作邏輯差動(dòng)動(dòng)作邏輯90內(nèi)部故障變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作軌跡內(nèi)部故障變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作軌跡91外部故障變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作軌跡外部故障變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作軌跡92變壓器外部故障切除恢復(fù)性涌流近年來(lái)，變壓器差動(dòng)保護(hù)出現(xiàn)區(qū)外故障切除后誤動(dòng)的報(bào)道。但長(zhǎng)期以來(lái)，變壓器區(qū)外故障切除后的電壓恢復(fù)過(guò)程被認(rèn)為與變壓器的空載合閘一致，實(shí)際上，變壓器在外部故障切除后的電磁暫態(tài)過(guò)程有其自身的特點(diǎn)。變壓器經(jīng)歷外部故障切除擾動(dòng)可以按故障電流是否流經(jīng)變壓器來(lái)劃分成兩種情況：一種是短路故障時(shí)故障電流不流過(guò)變壓器，另一種是故障電流流過(guò)變壓器。變壓器外部故