基于功率量的電力變壓器保護(hù)新原理及高速算法研究.pdf

1、隨著大容量及超大容量變壓器的廣泛使用,變壓器主保護(hù)性能的重要性也更加凸現(xiàn)出來。因此,研究性能更優(yōu)良的變壓器保護(hù)新原理和新算法具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。論文著重基于提升電力變壓器電流縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的整體性能水平及研究與變壓器差動(dòng)保護(hù)無關(guān)的主保護(hù)新原理展開工作,論文研究的主要內(nèi)容和成果有:
　　(1)基于瞬時(shí)無功功率理論,提出了基于差有功及差無功直流分量絕對(duì)值比值的變壓器涌流辨識(shí)新方法。該方法基于變壓器不同狀態(tài)時(shí)有功和無功的內(nèi)在關(guān)系

2、,擺脫了傳統(tǒng)的基于差流波形特征的涌流識(shí)別方法的種種限制,揭示了變壓器勵(lì)磁涌流和故障狀態(tài)的本質(zhì)不同。
　　(2)變壓器處于勵(lì)磁涌流狀態(tài)時(shí),其鐵芯隨勵(lì)磁電壓的變化周期性地在飽和狀態(tài)及非飽和狀態(tài)之間擺動(dòng),相應(yīng)地其瞬時(shí)勵(lì)磁電感值也周期性地變化(鐵芯飽和時(shí)較小,退出飽和時(shí)很大),此時(shí)其勵(lì)磁電感或電抗值含有較豐富的基頻分量值;基于勵(lì)磁電感或電抗的涌流辨識(shí)方法把握了涌流與內(nèi)部故障的本質(zhì)差異,但其缺陷是需要測(cè)量變壓器繞組的電流值,因而對(duì)現(xiàn)場(chǎng)TA(

3、電流互感器)配置有特殊要求,要求能測(cè)各側(cè)各相繞組電流。本文提出了基于零序過濾的變壓器勵(lì)磁電感計(jì)算方法及涌流識(shí)別方法,適合于TA按典型方案配置的Y/△接線變壓器,使得勵(lì)磁電感涌流辨識(shí)方法的應(yīng)用范圍得以擴(kuò)展。
　　(3)提出了三種高速功率方向保護(hù)算法或原理并應(yīng)用于變壓器保護(hù)。方法一是基于瞬時(shí)值對(duì)稱分量變換的變壓器快速方向保護(hù)算法。方法二是基波正序突變量高速方向保護(hù)新算法。方法三是濾除高頻暫態(tài)量的突變量高速方向保護(hù)原理。方法一采用了特殊

4、設(shè)計(jì)的濾波器及快速濾序算法,并根據(jù)新型方向判據(jù)來快速判別故障方向。相比于方法一,方法二、三無需特殊設(shè)計(jì)的濾波器,只需采用十分成熟的低通濾波器來濾除高頻暫態(tài)分量,方法二再采用差分濾波來抑制電流非周期分量,然后采用基于帕克變換的新方法來快速計(jì)算基波正序故障分量相量,以實(shí)現(xiàn)快速的故障方向判別。不同于方法二的快速相量算法,方法三是時(shí)域的高速算法,且無需對(duì)短路電流非周期分量進(jìn)行額外處理,并采用了新型相序變換方法以使保護(hù)原理能適應(yīng)不同的故障類型。<

5、br>　　這三種新型快速方向保護(hù)算法或原理,對(duì)于一般內(nèi)部故障可在故障后極短時(shí)間內(nèi)出口跳閘,可極大提高切除各種情況下變壓器內(nèi)部故障的速度。當(dāng)選用P級(jí)電流互感器時(shí),保護(hù)可在互感器進(jìn)入飽和前可靠出口跳閘。
　　(4)提出了電力變壓器故障分量無功功率方向保護(hù)原理。該方案基于故障分量保護(hù)原理,只需采集變壓器端口電壓、電流數(shù)據(jù),無需任何先驗(yàn)參數(shù),擺脫了傳統(tǒng)變壓器差動(dòng)保護(hù)中勵(lì)磁涌流識(shí)別的束縛,體現(xiàn)了變壓器主保護(hù)原理新的研究思路,可應(yīng)用于不同接線