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(guó)電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，全國(guó)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(duì)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(wèn)題，使得變壓器保護(hù)正確動(dòng)作率相對(duì)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(wèn)題，包括：勵(lì)磁涌流的暫態(tài)機(jī)理與識(shí)別方法、和應(yīng)涌流的暫態(tài)機(jī)理與識(shí)別方法、特高壓變壓器保護(hù)的特殊問(wèn)題及其差動(dòng)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(shí)用化研究。
　　 論文分析了變壓器涌流暫態(tài)過(guò)程的復(fù)雜問(wèn)題，重點(diǎn)對(duì)變壓器空投勵(lì)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(duì)勵(lì)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(lì)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(lì)磁涌流制動(dòng)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(lì)磁電流和差動(dòng)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(duì)傳統(tǒng)二次諧波制動(dòng)方法在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用中存在的不足，論文對(duì)三相變壓器經(jīng)Y-△變換的相間差動(dòng)電流和勵(lì)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(dòng)方法，并對(duì)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(dòng)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(shí)適當(dāng)降低二次諧波制動(dòng)比，從而進(jìn)一步地提高了勵(lì)磁涌流制動(dòng)能力，同時(shí)提高了內(nèi)部故障動(dòng)作的速動(dòng)性和靈敏性，具有較大的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。
　　 針對(duì)和應(yīng)涌流引起變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的情況，論文通過(guò)動(dòng)模試驗(yàn)和多起現(xiàn)場(chǎng)誤動(dòng)實(shí)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(dòng)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(zhǎng)時(shí)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(dòng)保護(hù)誤動(dòng)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(dòng)電流基波幅值增量的和應(yīng)涌流識(shí)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(shí)別，并采取有效制動(dòng)措施來(lái)避免差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。
　　 針對(duì)我國(guó)1000kV特高壓交流輸電試驗(yàn)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(wèn)題，在構(gòu)建特高壓輸電動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通

6、過(guò)動(dòng)模試驗(yàn)對(duì)特高壓變壓器發(fā)生不同內(nèi)部故障、空載合閘時(shí)相關(guān)差動(dòng)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(dòng)保護(hù)配置方案。在保護(hù)配置方案中，針對(duì)基于變壓器各側(cè)端口電流構(gòu)成的差動(dòng)保護(hù)存在對(duì)調(diào)壓變和補(bǔ)償變內(nèi)部故障靈敏度不足的問(wèn)題，配置了調(diào)壓變差動(dòng)保護(hù)和補(bǔ)償變差動(dòng)保護(hù)來(lái)提高其靈敏度。
　　 針對(duì)不同現(xiàn)場(chǎng)情況下大型變壓器對(duì)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(jì)中充分考慮了系統(tǒng)的通用性要求，借