大型變壓器暫態(tài)機(jī)理與保護(hù)新原理研究.pdf

1、隨著我國電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，全國范圍的遠(yuǎn)距離輸電和電網(wǎng)互聯(lián)將進(jìn)一步加強(qiáng)，現(xiàn)代電力系統(tǒng)對大型變壓器的繼電保護(hù)性能提出了更高的要求。然而在復(fù)雜電網(wǎng)情況下，變壓器保護(hù)受多方面因素的影響，仍然存在著一些亟待解決的問題，使得變壓器保護(hù)正確動作率相對偏低。為此，論文圍繞著大型變壓器保護(hù)存在的若干關(guān)鍵性問題，包括：勵磁涌流的暫態(tài)機(jī)理與識別方法、和應(yīng)涌流的暫態(tài)機(jī)理與識別方法、特高壓變壓器保護(hù)的特殊問題及其差動保護(hù)配置、大型變壓器通用型保護(hù)裝置的研制等方

2、面，展開了深入的理論分析和實用化研究。
　　 論文分析了變壓器涌流暫態(tài)過程的復(fù)雜問題，重點(diǎn)對變壓器空投勵磁涌流與和應(yīng)涌流的產(chǎn)生機(jī)理、影響因素、波形特征進(jìn)行了理論分析和仿真研究。首先，對勵磁涌流的分析表明，大型變壓器飽和磁通倍數(shù)下降可能導(dǎo)致勵磁涌流的二次諧波比降低，但其二次諧波與基波始終保持特殊的相位關(guān)系，此結(jié)論為在勵磁涌流制動中引入相位特征判據(jù)提供了理論依據(jù)；其次，在考慮變壓器△側(cè)繞組環(huán)流的影響下，研究了不同接線組別三相變壓器的

3、空投側(cè)相電流、勵磁電流和差動電流的波形特征；最后，采用基于變壓器磁鏈變化量的方法分析了和應(yīng)涌流的產(chǎn)生機(jī)理和影響因素，特別分析了系統(tǒng)側(cè)電抗的影響，為后文的保護(hù)原理研究提供了理論基礎(chǔ)。
　　 針對傳統(tǒng)二次諧波制動方法在現(xiàn)場實際應(yīng)用中存在的不足，論文對三相變壓器經(jīng)Y-△變換的相間差動電流和勵磁電流中二次諧波與基波的特殊相位關(guān)系進(jìn)行了分析，由此提出了改進(jìn)型二次諧波制動方法，并對該方法在各種情況下的運(yùn)行性能進(jìn)行了深入分析。該方法在傳統(tǒng)二次

4、諧波制動方法的基礎(chǔ)上增加了相位差判據(jù)，當(dāng)滿足相位差判據(jù)時適當(dāng)降低二次諧波制動比，從而進(jìn)一步地提高了勵磁涌流制動能力，同時提高了內(nèi)部故障動作的速動性和靈敏性，具有較大的現(xiàn)場應(yīng)用價值。
　　 針對和應(yīng)涌流引起變壓器差動保護(hù)誤動的情況，論文通過動模試驗和多起現(xiàn)場誤動實例的研究表明，和應(yīng)涌流本身的二次諧波含量較高，二次諧波制動方法理論上是有效的，但由于和應(yīng)涌流含有衰減緩慢的非周期分量，長時間作用可能引起TA 暫態(tài)飽和而導(dǎo)致差流的二次諧波

5、含量降低，因此差動保護(hù)誤動一般是在變壓器和應(yīng)涌流和TA 暫態(tài)飽和的綜合作用下發(fā)生的。論文據(jù)此提出了基于差動電流基波幅值增量的和應(yīng)涌流識別新方法，該方法利用和應(yīng)涌流先逐漸增大后緩慢減小的特征，可以在和應(yīng)涌流引起TA 暫態(tài)飽和之前加以正確識別，并采取有效制動措施來避免差動保護(hù)誤動。
　　 針對我國1000kV特高壓交流輸電試驗示范工程，論文分析了1000kV特高壓變壓器保護(hù)面臨的特殊問題，在構(gòu)建特高壓輸電動態(tài)模擬試驗系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通

6、過動模試驗對特高壓變壓器發(fā)生不同內(nèi)部故障、空載合閘時相關(guān)差動保護(hù)的靈敏性和可靠性進(jìn)行了分析，并據(jù)此研究了特高壓變壓器的差動保護(hù)配置方案。在保護(hù)配置方案中，針對基于變壓器各側(cè)端口電流構(gòu)成的差動保護(hù)存在對調(diào)壓變和補(bǔ)償變內(nèi)部故障靈敏度不足的問題，配置了調(diào)壓變差動保護(hù)和補(bǔ)償變差動保護(hù)來提高其靈敏度。
　　 針對不同現(xiàn)場情況下大型變壓器對保護(hù)系統(tǒng)提出的要求，論文研制了大型變壓器通用型保護(hù)系統(tǒng)。在保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計中充分考慮了系統(tǒng)的通用性要求，借