變壓器保護(hù)差動保護(hù)畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 ：變壓器保護(hù)概述2</p><p>　　1.1國內(nèi)外變壓器差動保護(hù)研究發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2 課題內(nèi)容及意義2</p><p>　　1.3 設(shè)計電站的原始資料（地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)接線圖）3</p><p>　

2、　第二章 ：變壓器的繼電保護(hù)介紹4</p><p>　　2.1 變壓器原理介紹4</p><p>　　2.2 電力變壓器的故障類型、異常工作情況5</p><p>　　2.2.1 變壓器的故障類型5</p><p>　　2.2.2 變壓器的異常工作情況5</p><p>　　2.3 變壓器繼電保護(hù)方式6&l

3、t;/p><p>　　2.4 變壓器保護(hù)的基本要求6</p><p>　　第三章 變壓器差動保護(hù)7</p><p>　　3.1 國內(nèi)外差動保護(hù)綜述7</p><p>　　3.2 變壓器的差動保護(hù)8</p><p>　　3.2.1 變壓器差動保護(hù)的基本原理8</p><p>　　3.2.2.

4、變壓器差動回路不平衡電流的分類9</p><p>　　3.3 各種變壓器主保護(hù)的討論11</p><p>　　第四章 短路電流的計算15</p><p>　　4.1 短路計算基本說明及步驟15</p><p>　　4.1.1 短路計算程序運(yùn)行前的準(zhǔn)備工作15</p><p>　　4.1.2 短路計算程序運(yùn)行步

5、驟16</p><p>　　4.2 短路計算結(jié)果17</p><p>　　第五章 主變差動保護(hù)整定計算過程及計算結(jié)果表18</p><p>　　5.1 主變差動保護(hù)基本原理說明18</p><p>　　5.2 主變差動保護(hù)整定計算過程19</p><p>　　5.2.1 計算各側(cè)一次額定電流、差動保護(hù)TA變比

6、、二次額定電流及平衡系數(shù)19</p><p>　　5.3 整定計算結(jié)果一覽表21</p><p>　　第六章 集成電路型過電流繼電器電子電路設(shè)計22</p><p>　　6.1 構(gòu)成方框圖及其說明22</p><p>　　6.1.1 構(gòu)成方框圖22</p><p>　　6.2 典型模塊電路及其仿真22<

7、;/p><p>　　6.2.1 全波整流電路及其仿真22</p><p>　　6.2.2 濾波電路及其仿真24</p><p>　　6.2.3 延時電路及其仿真27</p><p>　　6.2.4 展寬電路及其仿真28</p><p>　　6.3 整體過電流繼電器電子電路及其仿真30</p><

8、;p>　　6.3.1 過電流繼電器整體電子電路30</p><p>　　6.3.2 整體電子電路仿真步驟及仿真結(jié)果30</p><p><b>　　第七章 總結(jié)31</b></p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)32</p><p>　　變壓器主保護(hù)——差動保護(hù)設(shè)計</p><p>&l

9、t;b>　　：變壓器保護(hù)概述</b></p><p>　　隨著電力系統(tǒng)的出現(xiàn)，繼電保護(hù)技術(shù)就相伴而生。與當(dāng)代新興科學(xué)技術(shù)相比，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是相當(dāng)古老了，然而電力系統(tǒng)繼電保護(hù)作為一門綜合性科學(xué)又總是充滿青春活力，處于蓬勃發(fā)展中。之所以如此，是因為它特別注重理論與實踐并重，與基礎(chǔ)理論、新理論、新技術(shù)的發(fā)展緊密聯(lián)系在一起，同時也與電力系統(tǒng)的運(yùn)行和發(fā)展息息相關(guān)。電力系統(tǒng)自身的發(fā)展是促進(jìn)繼電保護(hù)發(fā)展的

10、內(nèi)因，是繼電保護(hù)發(fā)展的源泉和動力，而相關(guān)新理論、新技術(shù)、新材料的發(fā)展是促進(jìn)繼電保護(hù)發(fā)展的外因，是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展的客觀條件和技術(shù)基礎(chǔ)。</p><p>　　1.1國內(nèi)外變壓器差動保護(hù)研究發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　隨著超高壓、遠(yuǎn)距離輸電在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，大容量變壓器的應(yīng)用日益增多，對變壓器保護(hù)的可靠性、快速性提出了更高的要求。電力變壓器在空載合閘投入電網(wǎng)或外部故障切除后電

11、壓恢復(fù)時會產(chǎn)生數(shù)值很大的勵磁涌流，同時波形嚴(yán)重畸變，容易造成差動保護(hù)誤動作，直接影響到變壓器保護(hù)的可靠性。差動保護(hù)一直是電力變壓器的主保護(hù)，其理論根據(jù)是基爾霍夫電流定律，對于純電路設(shè)備，差動保護(hù)無懈可擊。但是對于變壓器而言，由于內(nèi)部磁路的聯(lián)系，本質(zhì)上不再滿足基爾霍夫電流定律，變壓器勵磁電流成了差動保護(hù)不平衡電流的一種來源。</p><p>　　當(dāng)前變壓器差動保護(hù)的主要矛盾仍然集中在勵磁涌流和內(nèi)部故障電流的鑒別上。

12、近十多年來，國內(nèi)外許多學(xué)者致力于變壓器繼電保護(hù)的研究，提出了不少判別勵磁涌流的新原理和新方法。</p><p>　　1.2 課題內(nèi)容及意義</p><p>　　根據(jù)以上的分析及對目前應(yīng)解決問題的研究，得到本課題所作研究的目的：運(yùn)用小波原理，探求新的勵磁涌流與內(nèi)部故障判別方法。其意義在于通過研究新判據(jù)，嘗試以小波分析方案完善目前的勵磁涌流判據(jù)，提高差動保護(hù)的可靠性。</p>&

13、lt;p>　　1.3 設(shè)計電站的原始資料（地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)接線圖）</p><p>　?。鹤儔浩鞯睦^電保護(hù)介紹</p><p>　　2.1 變壓器原理介紹</p><p>　　變壓器主要是用來輸變電的，變壓器能量傳遞是通過電磁感應(yīng)而實現(xiàn)的，所以分析變壓器電磁關(guān)系要根據(jù)有關(guān)電和磁的規(guī)律。每臺變壓器必須有電路和磁路，而電路和磁路又是電場和磁場的簡化，但是在遇到一些細(xì)致

14、的問題時，我們還是必須要用場的方法來解決。一般變壓器的電路是由繞組構(gòu)成，而磁路是指定的磁通所通過的部分。</p><p><b>　　(1)電路分析:</b></p><p>　　對于普通電力變壓器，就是指那些單相、三相、雙繞組和三繞組電力變壓器，由于他們繞組的聯(lián)結(jié)方式不同，所以繞組電流，線電流，相電流的計算公式都是不一樣的。但都可以用表達(dá)式來表示。其中K是比率系數(shù)，

15、P是額定容量，是額定電壓。而繞組的匝數(shù)取決于鐵心心柱截面的大小。因為當(dāng)鐵心采用某一牌號硅鋼片以后，磁密B基本上是一個變化范圍很小的量;而且在某一相電壓作用下，繞組每匝電勢與該繞組匝數(shù)W的乘積也是一個常量，所以鐵心柱截面A大時，繞組每匝電勢也大，則該繞組匝數(shù)減小。既然繞組的匝數(shù)完全取決于每匝電勢，當(dāng)f=50Hz時，，根據(jù)每匝電勢和外加電壓我們就可以計算出各繞組的匝數(shù)。當(dāng)發(fā)生匝間短路時，繞組匝數(shù)將變小，電勢E也將變小，而電流分量將增大，引起

16、變壓器差動保護(hù)動作。</p><p><b>　　(2)磁路分析</b></p><p>　　鐵心是變壓器的磁路，變壓器是由電能輸入側(cè)，即一次繞組側(cè)勵磁的。在一次與二次繞組間建立起交變磁通的電流，稱為勵磁電流或磁化電流。具有磁性鐵心的變壓器，交變磁通大部分在鐵心中流通，該磁通叫做主磁通。</p><p>　　雙繞組變壓器負(fù)載時的磁式方程為<

17、;/p><p><b>　　(2-1)</b></p><p>　　或 (2-2)</p><p><b>　　將上式改寫為:</b></p><p><b>　　(2-3)</b></p>

18、<p>　　式中，—次電流的負(fù)載分量。</p><p>　　由上式可以看出，一次電流乃是勵磁電流與一次電流負(fù)載分量IAHT的矢量和，等于運(yùn)用一二次匝數(shù)比折算的二次電流，并取負(fù)號，即</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　于是，變壓器的磁場可以看作兩個部分，一是由勵磁磁勢建立;二是由其和等于零的二次電流和一

19、次電流負(fù)載分量的磁勢所建立的。這個由合成磁勢所建立的磁場，按照全電流定律，不可能包含與變壓器的兩個繞組都鉸鏈的磁通，僅可能包含與一個繞組逐次或完全鉸鏈的磁通。這個磁場，就叫做變壓器的漏磁場。</p><p>　　如果變壓器在空載和負(fù)載時，一次繞組端所施加的電壓是相等的，則變壓器的空載電流和負(fù)載時的勵磁電流二者在大小、相位與波形上相差很小。</p><p>　　由公式

20、 (2-5)</p><p>　　式中 —外加電壓V;</p><p>　　—由主磁通產(chǎn)生的電勢V;</p><p>　　—次繞組的阻抗壓降V。</p><p>　　2.2 電力變壓器的故障類型、異常工作情況</p><p>　　電力變壓器是電力系統(tǒng)普遍使用的重

21、要電氣設(shè)備。它的安全運(yùn)行直接關(guān)系到電力系統(tǒng)供電和穩(wěn)定運(yùn)行，特別是大容量電力變壓器一旦因故障而損壞，造成的損失就更大。因此必須針對電力變壓器的故障和異常工作情況，根據(jù)其容量和重要程度，裝設(shè)動作可靠、性能良好的繼電保護(hù)裝置。</p><p>　　2.2.1 變壓器的故障類型</p><p>　　變壓器故障包括變壓器油箱內(nèi)部故障和油箱外部故障。</p><p>　　變壓器

22、油箱內(nèi)部故障包括繞組的相間短路、匝間短路和中性點接地系統(tǒng)側(cè)的接地短路。這些故障由于短路電流產(chǎn)生的高溫電弧不僅燒壞繞組絕緣和鐵芯，而且將絕緣材料和變壓器油分解產(chǎn)生大量氣體，使變壓器油箱局部變形，甚至引起爆炸。</p><p>　　變壓器油箱外部故障主要是變壓器絕緣套管和引出線上發(fā)生的相間短路和接地短路。</p><p>　　2.2.2 變壓器的異常工作情況</p><p&

23、gt;　　變壓器的異常工作情況由外部短路引起的過電流、過負(fù)荷；油箱漏油造成的油面降低或冷卻系統(tǒng)故障引起的油溫升高；外部接地短路引起的中性點過電壓；過電壓或系統(tǒng)頻率降低引起的過勵磁等。</p><p>　　2.3 變壓器繼電保護(hù)方式</p><p>　　變壓器保護(hù)的任務(wù)就是反應(yīng)上述故障和異常工作情況，通過斷路器切除故障變壓器或發(fā)出信號采取措施消除異常情況，并能作為相鄰元件(如母線、線路)的后

24、備保護(hù)。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，變壓器應(yīng)該裝設(shè)以下繼電保護(hù)裝置。</p><p>　　(1)反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障和油面降低的瓦斯保護(hù)。對容量在0.4MVA及以上油浸式變壓器應(yīng)該裝設(shè)瓦斯保護(hù)。</p><p>　　(2)反應(yīng)變壓器繞組或引出線相間短路、中性點直接接地系統(tǒng)側(cè)繞組或引出線的單相接地以及繞組匝間短路的縱差動保護(hù)。對6.3MVA及以上廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，10MVA及以上

25、廠用備用變壓器和單獨運(yùn)行的變壓器以及2MVA及以上用電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)不能滿足要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)。對高壓側(cè)電壓為330kV以上的變壓器，可以裝設(shè)雙重差動保護(hù)。</p><p>　　(3)反應(yīng)變壓器外部相間短路并作為瓦斯保護(hù)和縱差動保護(hù)后備的過電流保護(hù)。當(dāng)過電流保護(hù)靈敏系數(shù)不滿足要求時，可采用低電壓和復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)、復(fù)序電流保護(hù)、低阻抗保護(hù)等。</p><p>　　(4

26、)反應(yīng)中性點直接接地系統(tǒng)中變壓器外部接地短路的零序電流保護(hù)。該保護(hù)同時作為變壓器內(nèi)部接地的后備保護(hù)。對于中性點可接地或不接地運(yùn)行地變壓器需增設(shè)零序過電壓保護(hù)。</p><p>　　(5)反應(yīng)變壓器對稱過負(fù)荷地過負(fù)荷保護(hù)。</p><p>　　(6)反應(yīng)高壓測電壓為500KV的變壓器由于工作磁通量密度過高引起過勵磁的過勵磁保護(hù)。</p><p>　　2.4 變壓器保護(hù)

27、的基本要求</p><p>　　對變壓器保護(hù)的基本要求有三個方面:</p><p>　　(1)在變壓器發(fā)生故障時應(yīng)將它與所有的電源斷開；</p><p>　　(2)在母線或其它變壓器相連的元件發(fā)生故障，而故障元件由于某種原因(保護(hù)拒動或斷路器失靈等)其本身短路器未能斷開情況下，應(yīng)使變壓器與故障部分分開；</p><p>　　(3)當(dāng)變壓器過負(fù)

28、荷、油面降低、油溫過高時，應(yīng)發(fā)出報警信號；</p><p>　　對于變壓器本身和各側(cè)引線、套管的故障，為了限制故障擴(kuò)大，通常采用電流速斷、差動及重氣體保護(hù)，快速將變壓器的電源切斷。</p><p><b>　　變壓器差動保護(hù)</b></p><p>　　3.1 國內(nèi)外差動保護(hù)綜述</p><p>　　迄今為止，差動保護(hù)己

29、經(jīng)廣泛的應(yīng)用于變壓器保護(hù)當(dāng)中，并且微機(jī)型保護(hù)已其巨大的優(yōu)越性被廣大用戶所認(rèn)可，所以微機(jī)變壓器差動保護(hù)迎來一個快速發(fā)展的春天。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)本文大致將差動保護(hù)目前的情況敘述如下。</p><p>　　目前，各個繼電器生產(chǎn)廠家都將二次諧波制動原理作為主要的涌流閉鎖方案。其次是間斷角原理以及近來興起的模糊識別原理。特別是當(dāng)電力部規(guī)程要求220KV以上電壓等級的變壓器保護(hù)都必須配備不同原理的差動保護(hù)之后，間斷角原理和模糊識

30、別原理發(fā)展較為迅速，并且在實踐中得到較多的運(yùn)用和改善?？傊@三種原理的差動保護(hù)己經(jīng)可以稱它們?yōu)橹髁?，不管是國?nèi)還是國外的設(shè)備都可以提供這三種原理的保護(hù)。</p><p>　　這三種原理從本質(zhì)上來看是相同的，都是基于波形識別的原理。隨著計算機(jī)水平的發(fā)展，CPU等主要芯片運(yùn)算速度和精度的提高，必將會使得這三種原理的保護(hù)日趨完善和可靠。</p><p>　　但是這三種原理都有其固有的瑕疵。因為

31、它們都是基于對勵磁涌流的一種基本認(rèn)識:含有禍次諧波、存在波形間斷、波形偏向時間的上半軸等等。而對于勵磁涌流的這種認(rèn)識雖然得到目前的公認(rèn)，但精確的量化卻很難做到，所以具體到保護(hù)的判據(jù)，則存在某種經(jīng)驗的數(shù)據(jù)，所以也帶來誤動的可能。同時，以上三種算法非常依賴于計算的精度，所以對計算的采樣要求較高，特別是對于間斷角原理。同時這種依賴于波形識別(特別是影響波形的不確定因素較多)的原理也存在靈敏度不滿足要求的問題，例如對于匝間短路。</p&g

32、t;<p>　　計算機(jī)技術(shù)以及數(shù)學(xué)學(xué)科的發(fā)展為新的保護(hù)原理的具體應(yīng)用和實現(xiàn)打下了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。歸納起來主要有以下幾種:</p><p>　　(1)變壓器特殊運(yùn)行狀態(tài)及內(nèi)部短路計算和數(shù)學(xué)仿真研究</p><p>　　(2)具有虛擬三次諧波勵磁涌流判別技術(shù)</p><p>　　(3)基于回路方程算法的差動保護(hù)</p><p>　　

33、(4)基于電感倒數(shù)等效電路的的差動保護(hù)</p><p>　　(5)基于勵磁電抗(電感)數(shù)值大小的空載合閘涌流判據(jù)</p><p>　　(6)小波變換在差動保護(hù)中的應(yīng)用</p><p>　　(7)基于參數(shù)辨識的差動保護(hù)</p><p>　　(8)基于磁制動方案</p><p>　　(9)等值電路參數(shù)鑒別法</p&g

34、t;<p>　　目前，這幾種保護(hù)的方法尚在理論研究階段，它們的突破將為變壓器的保護(hù)開創(chuàng)新的天地。</p><p>　　差動保護(hù)目前主要有如下幾種方式:</p><p>　　(1)比率制動式差動保護(hù)</p><p>　　(2)標(biāo)積制動式差動保護(hù)</p><p>　　(3)其它類型的差動保護(hù):比如零序差動、分側(cè)差動保護(hù)、不完全差動保

35、護(hù)、差動速斷保護(hù)等。</p><p>　　(4)基于比率制動式差動保護(hù)原理對于高電阻故障(即低故障電流)不靈敏，美國Mcclee:等提出新的△差動繼電器方法，即將制動電流及差動電流中的故障前電流除出，這種保護(hù)在高阻故障時靈敏度較高。</p><p>　　3.2 變壓器的差動保護(hù)</p><p>　　3.2.1 變壓器差動保護(hù)的基本原理</p><

36、p>　　對于構(gòu)成理想變壓器模型，差動保護(hù)在原理上只能反映被保護(hù)設(shè)備內(nèi)部短路電流，而不管外部有多嚴(yán)重。</p><p>　　(a) 兩相變壓器原理圖 （b）三相變壓器原理圖</p><p>　　圖3-1 變壓器差動保護(hù)的原理接線</p><p>　　由于變壓器高壓測和低壓測的額定電流不同，因此，為了保證

37、縱差動保護(hù)的正確工作，就必須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變化，使得在正常運(yùn)行和外部故障時，兩個二次電流相等。例如圖3-1(a)中，應(yīng)使</p><p>　　或 （3-1）</p><p>　　式中 —高壓測電流互感器的變比；</p><p>　　—低壓測電流互感器的變比；</p><p>　　—變壓器的變比(即高，

38、低壓測額定電壓之比)。</p><p>　　當(dāng)被保護(hù)設(shè)備發(fā)生短路(橫向故障)時，有,為流向保護(hù)設(shè)備的端電流向量，如同圖3-1圖所示。差動保護(hù)就反應(yīng)了這個內(nèi)部短路電流,保證此保護(hù)的明確選擇性，快速性和高度靈敏性，當(dāng)然也失去了對相鄰元件的遠(yuǎn)后備保護(hù)功能。</p><p>　　3.2.2.變壓器差動回路不平衡電流的分類</p><p>　　變壓器的縱差動保護(hù)需要躲開差動回

39、路中的不平衡電流?，F(xiàn)對其不平衡電流產(chǎn)生進(jìn)行分類討論：</p><p>　　(1)由變壓器勵磁涌流,所產(chǎn)生的不平衡電流</p><p>　　變壓器的勵磁電流：僅流經(jīng)變壓器的某一側(cè)，因此，通過電流互感器反應(yīng)到差動回路中不能被平衡，在正常運(yùn)行情況下，此電流很小，一般不超過額定電流的2～10%。在外部故障時，由于電壓降低，勵磁電流減小，它的影響更小。</p><p>　　但

40、是當(dāng)變壓器空載投入和外部故障切除后電壓恢復(fù)時，則可能出現(xiàn)數(shù)值很大的勵磁涌流。其數(shù)值最大可達(dá)額定電流的6～8倍，同時包含有大量的非周期分量和高次諧波分量。勵磁涌流的大小和衰減時間，與外加電壓的相位、鐵心中剩磁的大小和方向、電源容量的大小、回路的阻抗以及變壓器容量的大小和鐵心性質(zhì)等有關(guān)系。</p><p>　　(2) 由變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流</p><p>　　由于變壓器常

41、采用Y/△—11的接線方式，因此，其兩側(cè)電流相位差30°。為了消除這種不平衡電流的影響，通常都是將變壓器星形側(cè)的三個電流互感器接成三角形，而將變壓器三角形側(cè)的三個電流互感器接成星形，并適當(dāng)考慮聯(lián)接方式后即可把二次電流的相位校正過來。</p><p>　　但是電路互感器采用上述聯(lián)接方式后，在互感器接成△側(cè)的差動一臂中，電流又增大倍。此時為保證正常運(yùn)行及外部故障情況下差動回路中應(yīng)沒有電流，就必須將該側(cè)電流互

42、感器的變比加大倍，以減小二</p><p>　　次電流，使之與另一側(cè)的電流相等，故此時選擇變比的條件</p><p>　　(3)由計算變比與實際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流</p><p>　　由于兩側(cè)的電流互感器都是根據(jù)產(chǎn)品目錄選擇標(biāo)準(zhǔn)變比，而變壓器</p><p>　　的變比是一定的，因此，三者的關(guān)系很難滿足的要求，此時差動回路中將有電流流

43、過。當(dāng)采用具有速飽和鐵心的差動繼電器時，通常利用它的平衡線圈來消除此差動電流的影響。</p><p>　　(4)由兩側(cè)電流互感器型號不同而產(chǎn)生的不平衡電流</p><p>　　由于兩側(cè)電流互感器的型號不同，它的飽和特性、勵磁電流也不同，因此，在差動回路中所產(chǎn)生的不平衡電流也就較大。此時應(yīng)采用電流互感器的同型系數(shù)。</p><p>　　(5)由變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭而

44、產(chǎn)生的不平衡電流</p><p>　　帶負(fù)荷調(diào)整變壓器的分接頭，是電力系統(tǒng)中采用帶負(fù)荷調(diào)壓的變壓器來調(diào)整電壓的方法，實際上改變分接頭就是改變變壓器的變比，如果差動保護(hù)已經(jīng)按照某一變比調(diào)整號，則當(dāng)分接頭改換時，就會產(chǎn)生一個新的不平衡電流流入差動回路。此時不可能再重新選擇平衡線線圈匝數(shù)的方法來消除這個不平衡電流，這是因為變壓器的分接頭經(jīng)常在改變，而差動保護(hù)的電流回路在帶電的情況下是不能進(jìn)行操作的。因此，對由此產(chǎn)生的不

45、平衡電流，應(yīng)在縱差動保護(hù)的整定值中給予考慮。</p><p>　　總括看來，上述2,3項可以選擇互感器二次線圈使其降到最低。但是1,4，5各項不平衡電流，實際上是不可能消除的，因此，變壓器的縱差動保護(hù)必須躲開這些不平衡電流的影響。由于在滿足選擇性的同時，還要求保護(hù)內(nèi)部故障時有足夠的靈敏性，這就是構(gòu)成變壓器差動保護(hù)的主要困難。</p><p>　　根據(jù)上述分析，在穩(wěn)定情況下，為整定變壓器縱差

46、動保護(hù)所采用的最大不平衡電流</p><p><b>　　(3-2)</b></p><p>　　式中 10%—電流互感器容許的最大相對誤差;</p><p>　　——電流互感器的同型系數(shù)，取為1;</p><p>　　—由帶負(fù)荷調(diào)壓所引起的相對誤差，如果電流互感器二次電流在相當(dāng)于被調(diào)節(jié)變壓器額定抽頭的情況下處于平衡

47、時，則△U等于電壓調(diào)整范圍的一半;</p><p>　　—由于所采用的互感器變比或平衡線圈的匝數(shù)與計算值不同時，所引起的相對誤差;</p><p>　　—保護(hù)范圍外部最大短路電流歸算到二次側(cè)的值。</p><p>　　3.3 各種變壓器主保護(hù)的討論</p><p>　　如前所述，在討論變壓器內(nèi)部故障主保護(hù)的時候，應(yīng)該首先注意變壓器差動保護(hù)不平

48、衡電流大，較易誤動;同時注意流出電流對變壓器小匝數(shù)匝間短路時差動保護(hù)靈敏度的影響。此外還應(yīng)該注意空載合閘時勵磁涌流對變壓器差動保護(hù)的誤動、帶有匝間短路的變壓器在空載合閘時差動保護(hù)的延緩動作以及過勵磁情況下的變壓器差動保護(hù)動作行為。</p><p>　?。?）比率制動式差動保護(hù)</p><p>　　采用這一原理的差動保護(hù)，既能在外部短路時有可靠的制動作用，又能在內(nèi)部短路時有較高的靈敏度。但是

49、它對內(nèi)部短路時的流出電流適應(yīng)能力較差，對勵磁涌流和過勵磁也需采取特殊措施。</p><p>　　比率制動特性的原理在數(shù)字保護(hù)上的改進(jìn)，主要體現(xiàn)在它的動作電流不是固定不變的，它隨著外部短路電流的增大而增大，所以能保證區(qū)外故障不誤動，同時對內(nèi)部短路又有較高的靈敏度。</p><p>　　對于雙繞組變壓器，具有如圖3-2中的折線，相應(yīng)的動作判據(jù)為</p><p>　　圖3

50、-2 二折線比例制動特性 圖3-3 三折線比例制動特性</p><p>　　〉 當(dāng)< (3-3)</p><p>　　>+ 當(dāng) (3-4)</p><p>　　式中為比率制動縱差動保護(hù)制動系數(shù)。，iop.0為最小動作電流，為最小制動電流。<

51、/p><p>　　它的動作特性如圖3-3，它有三個部分組成：無制動區(qū)，比率制動區(qū)和速飽和區(qū)。當(dāng)制動電流小于拐點電流的時候，動作電流為常數(shù)起動電流；當(dāng)制動電流大于拐點電流的時候，動作電流隨制動電流的增長而沿著一條直線增長;當(dāng)動作電流大于差動速斷電流時，反應(yīng)了故障情況嚴(yán)重，保護(hù)將無延時地動作出口。</p><p>　　在討論變壓器內(nèi)部故障主保護(hù)地時候，首先應(yīng)該注意變壓器差動保護(hù)地不平衡電流較大，較

52、易誤動：同時需要注意流出電流對變壓器輕微匝間短路時差動保護(hù)靈敏度地影響。區(qū)外故障的時候繼電器的差流并非為零，差動回路存在穩(wěn)態(tài)不平衡電流和暫態(tài)不平衡電流，在無制動區(qū)，差動回路以消除固定誤差為主，動作電流很小:對于制動區(qū)，因TA感受的電流超過了額定電流，致使誤差隨外部短路電流增加的很快，不平衡電流增大，誤差電流隨著區(qū)外故障電流的增加而增加，動作特性是一條比率制動直線。</p><p>　　由分析可以得出結(jié)論:對于有流

53、出電流的情況，二折線比率制動特性的差動保護(hù)，靈敏度相對低，當(dāng)變壓器內(nèi)部輕微匝間短路時有可能拒動。</p><p>　　具有三折線比率制動特性的差動保護(hù)兼顧了變壓器外部嚴(yán)重短路的可靠性和內(nèi)部輕微短路存在流出電流的靈敏度，其動作判據(jù)為:</p><p><b>　　當(dāng)</b></p><p><b>　　當(dāng)</b></p

54、><p>　　當(dāng) (3-5)</p><p>　　其中K1，K2分別為第二、第三段折線的斜率(常數(shù))，為第二個折點的制動電流。</p><p>　　三折線比率制動差動保護(hù)具有很好的可靠性和靈敏度，但它的動作特性必須由三段組成，動作判據(jù)比較復(fù)雜。從圖3-2和圖3-3中可以看出非線性制動特性的要求，但是它們都是由分段直線近似構(gòu)成的。由于雙曲線均己有開始上升慢，

55、后來上升快的特點，比較適合用來實現(xiàn)非線性制動特性。</p><p>　　雙曲線型制動差式差動保護(hù)的判據(jù)為:</p><p><b>　　(3-6)</b></p><p>　　其中可為常數(shù)，為雙曲線定點的縱坐標(biāo)。</p><p>　　用雙曲線制動特性去擬合三折線比率制動特性時，令可得</p><p&g

56、t;<b>　　(3-7)</b></p><p>　　計算表明，由于特別重視嚴(yán)重外部短路條件下的可靠性，當(dāng)越大時，兩種折線制動特性越接近:當(dāng)小于0.51m時，雙曲線制動特性具有較高的可靠性和較低的靈敏度。</p><p>　　(2)標(biāo)積制動式差動保護(hù)</p><p>　　定義兩繞組電流I1,I2，的正方向均是流入變壓器，并令,。的相角差為，即

57、∠</p><p><b>　　差動電流</b></p><p><b>　　制動電流</b></p><p>　　當(dāng)時 (3-8)</p><p>　　當(dāng)<0時 (3-9)</p><p>　　當(dāng)變壓器正常運(yùn)行或外部短路時，和的相角差。有<

58、;/p><p><b>　　-90°≤≤90°</b></p><p>　　則>0，有制動電流，有效防止誤動。</p><p>　　當(dāng)變壓器縱差動區(qū)內(nèi)短路(包括相間、匝間短路和中性點接地一側(cè)的接地短路)，如有</p><p><b>　　270°>>90°&

59、lt;/b></p><p>　　則<0，令制動電流，保護(hù)靈敏動作</p><p>　　在很大的外部短路電流下，TA可能飽和，二次電流幅值減小，比率制動式縱差動保護(hù)的不平衡電流急劇增大而制動電流反而減小，可能造成誤動。但是標(biāo)積制動式縱差動保護(hù)在很大的外部短路電流作用下，特別是暫態(tài)非周期分量電流的影響，兩側(cè)TA的傳變特性可能相差較大，出現(xiàn)幅值很大的暫態(tài)不平衡電流，但是兩側(cè)二次電流

60、的相角差別不致太大，縱差動可靠不誤動。</p><p>　　(3)變壓器分側(cè)差動保護(hù)</p><p>　　由于變壓器差動保護(hù)區(qū)內(nèi)包含著原副方繞組間的磁渦合，從而有一些勵磁涌流，過勵磁等引起誤動的特殊問題，這就啟發(fā)我們將一個雙繞組變壓器分解看作兩個被保護(hù)對象，對與每一繞組內(nèi)部短路保護(hù)就完全等同與發(fā)電機(jī)一相定子繞組的相間短路保護(hù)，從而非常簡單，與空載合閘涌流、過勵磁電流完全無關(guān)，因為這些電流對

61、分側(cè)差動保護(hù)而言是穿越性電流。</p><p><b>　　(4)差動速斷保護(hù)</b></p><p>　　變壓器差動保護(hù)原理復(fù)雜，裝置中常用到各種濾波環(huán)節(jié)，使保護(hù)動作速度比較慢。為了取得在嚴(yán)重的內(nèi)部短路時有高速的保護(hù)，一般在比率制動式或標(biāo)積制動式差動保護(hù)的基礎(chǔ)上，利用原有裝置中的差動電流，不經(jīng)濾波電路，直接采用差動電流的全波幅值作為動作量，沒有制動量，這就是差動速斷

62、保護(hù)。差動速斷保護(hù)的動作電流應(yīng)按變壓器空載合閘、有最大勵磁涌流時不誤動作為整定原則。對于大型變壓器，還應(yīng)考慮外部短路時可靠不誤動。</p><p>　　所有這些保護(hù)都是根據(jù)變壓器內(nèi)部一些特征量而提出的，他們都是以差動保護(hù)為基礎(chǔ)，但是差動原理應(yīng)用與變壓器保護(hù)卻遇到了越來越多的困難，如前所述，差動保護(hù)的最基本概念是當(dāng)被保護(hù)設(shè)備完好時，不管外部系統(tǒng)發(fā)生何種短路或是擾動，恒有</p><p>&l

63、t;b>　　(3-10)</b></p><p>　　對發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、電抗器、電容器、母線等電氣設(shè)備均成立，但是對變壓器卻不成立，因為對于n個繞組的變壓器在正常運(yùn)行或外部短路時有</p><p><b>　　(3-11)</b></p><p>　　正常情況或是外部短路時，對于大型變壓器而言，就非常接近發(fā)電機(jī)等主設(shè)備差動保護(hù)

64、實際條件。但是當(dāng)無故障的變壓器空載合閘或是切除外部短路時，或者過電壓或是過勵磁，情況就不一樣了。為防止誤動有二次諧波和五次諧波制動等方案。但是由于眾多因素的影響，二次和五次諧波電流的大小很難確切定量，從而造成誤動。</p><p>　　從物理概念上講變壓器差動保護(hù)范圍內(nèi)，不僅包含電路，而且包含非線性的鐵芯磁路，造成當(dāng)變壓器本身無故障、空載合閘或僅有異常情況時，差動保護(hù)具有很大的差動電流。</p>&

65、lt;p>　　目前為了探索更好的變壓器保護(hù)原理，又提出如下變壓器微機(jī)主保護(hù)。</p><p>　?、倩诨芈贩匠趟惴ǖ淖儔浩魑C(jī)型主保護(hù)</p><p>　　②基于電感倒數(shù)等效電路的變壓器微機(jī)型主保護(hù)</p><p>　?、勰：壿嬙谧儔浩鞑顒颖Ｗo(hù)中的初步應(yīng)用</p><p>　　④小波變換在變壓器差動保護(hù)中的應(yīng)用研究</p>

66、;<p>　?、莼趧畲烹娍箶?shù)值大小的空載合閘涌流判據(jù)</p><p>　　另外為了分析變壓器內(nèi)部短路的狀況，又提出了變壓器內(nèi)部短路計算的基本方法以及電感參數(shù)的計算</p><p>　　最后瓦斯保護(hù)也是變壓器油箱內(nèi)故障的一種主要保護(hù)，特別是鐵芯故障。但是當(dāng)電氣故障時瓦斯保護(hù)反應(yīng)較遲。瓦斯保護(hù)的運(yùn)行實踐說明，誤動作率較高，當(dāng)前主要問題仍是提高可靠性。</p>&l

67、t;p><b>　　短路電流的計算</b></p><p>　　4.1 短路計算基本說明及步驟</p><p>　　短路計算是保護(hù)整定計算和電氣設(shè)備選擇校驗的重要依據(jù)，本次短路計算采用正序等效定則和運(yùn)算曲線法，利用短路計算程序完成。短路計算步驟如下：</p><p>　　4.1.1 短路計算程序運(yùn)行前的準(zhǔn)備工作</p>&l

68、t;p>　?、?首先根據(jù)設(shè)計要求確定所需的短路點數(shù)量及具體位置</p><p>　　根據(jù)需要共設(shè)2個短路點d1~d2，具體位置如下圖所示：</p><p>　　圖4.1-1 短路點設(shè)置圖</p><p>　?、?針對所計算的地區(qū)電網(wǎng)在最小運(yùn)行方式下的支路及節(jié)點進(jìn)行編號，形成最小網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D（由于比率制動型差動保護(hù)僅僅在校驗靈敏度時需要計算最小短路電流，因此只考慮

69、最小運(yùn)行方式。最小運(yùn)行方式僅僅考慮電源的最小方式，不考慮電網(wǎng)中環(huán)網(wǎng)斷開的情況）</p><p>　　節(jié)點編號順序：先短路節(jié)點，后其它節(jié)點，所有電源節(jié)點作為參考節(jié)點0；支路編號順序：先電源支路(水電,火電,有限系統(tǒng),無限系統(tǒng))，后其它支路。（所有短路點皆為節(jié)點，除此以外若任一短路點短路時，某點將出現(xiàn)短路電流分支，則該點也為節(jié)點；任一短路點短路時都不會流過短路電流的支路可不編入網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，例如負(fù)荷支路）。</p

70、><p>　　網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下圖所示（因差動保護(hù)校驗靈敏度時要考慮變壓器單側(cè)電源供電時內(nèi)部短路的最小短路電流情況，因此高壓側(cè)分別按火電廠單獨供電和系統(tǒng)單獨供電兩種情況考慮，最后選取其中較小者）：</p><p>　　a.主變T2高壓側(cè)只有火電電源F火情況 b. 主變T2高壓側(cè)只有系統(tǒng)電源Sxi情況</p><p>　　圖4.1-2 短路計算網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D</p&g

71、t;<p>　　4.1.2 短路計算程序運(yùn)行步驟</p><p>　?。ㄖ挥嬎阕钚∵\(yùn)行方式，但要分別計算以上兩種拓?fù)鋱D的情況）</p><p>　?、?運(yùn)行“輸入系統(tǒng)參數(shù)模塊”</p><p><b>　　*輸入網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋮?shù)</b></p><p><b>　　*輸入系統(tǒng)基本參數(shù)</b>

72、;</p><p><b>　　*輸入支路原始參數(shù)</b></p><p>　　② 運(yùn)行“支路正、負(fù)序電抗計算模塊”</p><p>　?、?運(yùn)行“短路電流計算模塊”</p><p>　　從工程需要出發(fā)，對系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的三相短路、兩相短路進(jìn)行計算，計算出短路發(fā)生后0s和4s各支路的短路電流和母線殘余電壓（有名值為歸

73、算到短路點電壓等級下的數(shù)據(jù)，短路電流數(shù)值為三相中最大短路電流值）。整定計算中，所有主保護(hù)皆采用0s的短路計算結(jié)果；所有的后備保護(hù)皆采用4s的短路計算結(jié)果。短路計算參數(shù)輸入時，各等級電壓值按平均電壓輸入（例如110kV等級輸入115kV，10kV等級輸入10.5kV，6kV等級輸入6.3kV）；發(fā)電電源的負(fù)序參數(shù)若未給出，輸入時可按正序參數(shù)輸入。</p><p>　　4.2 短路計算結(jié)果</p>&l

74、t;p>　　根據(jù)整定計算要求列出所需的短路計算結(jié)果如下：</p><p>　　表4.2-1 支路短路電流計算結(jié)果表</p><p>　　主變T2高壓側(cè)只有火電電源F火情況</p><p>　　主變T2高壓側(cè)只有系統(tǒng)電源Sxi情況</p><p>　　主變差動保護(hù)整定計算過程及計算結(jié)果表</p><p>　　5.1

75、 主變差動保護(hù)基本原理說明</p><p>　　對于構(gòu)成理想變壓器模型，差動保護(hù)在原理上只能反映被保護(hù)設(shè)備內(nèi)部短路電流，而不管外部有多嚴(yán)重。</p><p>　　(a) 兩相變壓器原理圖 （b）三相變壓器原理圖</p><p>　　圖5-1 變壓器差動保護(hù)的原理接線</p><p>

76、　　由于變壓器高壓測和低壓測的額定電流不同，因此，為了保證縱差動保護(hù)的正確工作，就必須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變化，使得在正常運(yùn)行和外部故障時，兩個二次電流相等。例如圖3-1(a)中，應(yīng)使</p><p>　　或 （3-1）</p><p>　　式中 —高壓測電流互感器的變比；</p><p>　　—低壓測電流互感器的變比；</

77、p><p>　　—變壓器的變比(即高，低壓測額定電壓之比)。</p><p>　　當(dāng)被保護(hù)設(shè)備發(fā)生短路(橫向故障)時，有,為流向保護(hù)設(shè)備的端電流向量，如同圖3-1圖所示。差動保護(hù)就反應(yīng)了這個內(nèi)部短路電流,保證此保護(hù)的明確選擇性，快速性和高度靈敏性，當(dāng)然也失去了對相鄰元件的遠(yuǎn)后備保護(hù)功能。</p><p>　　5.2 主變差動保護(hù)整定計算過程</p><

78、;p>　　針對A站主變T2采用具有比率制動、二次諧波制動及差動速斷的差動保護(hù)。</p><p>　　圖5.2-1 被保護(hù)變壓器T2及其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　5.2.1 計算各側(cè)一次額定電流、差動保護(hù)TA變比、二次額定電流及平衡系數(shù)</p><p>　　選擇TA實際標(biāo)準(zhǔn)變比nTA時，應(yīng)不小于并趨近于計算變比（保證實際二次額定電流不超過5A）。選高壓側(cè)為

79、基本側(cè)（一般選主電源側(cè)為基本側(cè)），通過乘以平衡系數(shù)將其他側(cè)二次額定電流調(diào)整為與基本側(cè)相同（整定計算都?xì)w算到基本側(cè)）。</p><p>　　5.2.2 比率制動特性曲線：</p><p>　　圖5.2-2 比率制動特性圖</p><p>　　差動電流：Icd=；制動電流：Izh=</p><p>　　（：主變高壓側(cè)、低壓側(cè)電流折算到二次側(cè)的值，

80、皆以流向變壓器內(nèi)部為正）</p><p>　　3、比率制動特性整定計算</p><p>　　(1) 確定最小動作電流Idz.min ：躲過正常（負(fù)荷）運(yùn)行時的最大不平衡電流</p><p>　　Idz.min=Kk·Ibp.fh.max= (2fi(e)+ΔU) Ie2.jb</p><p>　　fi(e)：額定電流下TA的比值誤差

81、；</p><p>　　ΔU：調(diào)整分接頭的相對誤差；</p><p>　　Ie2.jb：基本側(cè)二次額定電流</p><p>　　一般采用經(jīng)驗公式：Idz.min=(0.20~0.50) Ie2.jb ?。篒dz.min=0.4 Ie2.jb =0.4×4.2=1.68A</p><p>　　(2) 拐點電流Izh.min=(0.8

82、~1.2)·Ie2.jb ?。篒zh.min= Ie2.jb =4.2A</p><p>　　(3) 制動特性斜率m</p><p>　　外部最大短路時→最大不平衡電流Ibp.max=(Ktx fi+ΔU) Id.w.max / nTA.jb</p><p>　　Ktx：TA的同型系數(shù)（不同型取1；同型取0.5）</p><p>

83、　　fi：TA的比值誤差，取10%（即0.1）</p><p>　　ΔU：有載調(diào)整分接頭的相對誤差，取總調(diào)壓范圍的一半</p><p>　　Id.w.max：外部短路的最大短路電流</p><p>　　nTA.jb：基本側(cè)電流互感器變比</p><p>　　此時的動作電流應(yīng)躲過Ibp.max，即：Idz.max =KkIbp.max （可靠系

84、數(shù)Kk取1.3~1.5）</p><p>　　此時的制動電流Izh = Id.w.max / nTA.jb</p><p>　　制動特性曲線過(Izh , Idz.max)點，特性曲線斜率：m=</p><p>　　一般采用經(jīng)驗公式：m =0.3~0.5 取m =0.4</p><p>　　(4) 內(nèi)部短路的Klm校驗</p>

85、;<p>　　用系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，變壓器T出口金屬性短路的最小短路電流周期分量（考慮變壓器單側(cè)電源供電的情況）校驗：</p><p>　　Id.ck.min= min{I(2)d1.b3.min.0s I(2)d1.b2.min.0s I(2)d2.b3.min.0s I(2)d2.b1.min.0s }=0.046kA=46A</p><p>　　計算在Id.ck.

86、min情況下相應(yīng)的制動電流Izh=Id.ck.min/ nTA.jb=2.3A</p><p>　　由比率制動特性查出（算出）對應(yīng)Izh的動作電流：(4.2A)</p><p>　　因為：Izh(2.3A)< Izh.min(4.2A)</p><p>　　Idz= Idz.min=1.68A</p><p>　　靈敏系數(shù)Klm =(I

87、d.ck.min/ nTA.jb )/ Idz=4.6/1.68=2.73>2.0 滿足要求</p><p><b>　　4、二次諧波制動</b></p><p>　　勵磁涌流→二次諧波→閉鎖保護(hù)。閉鎖（制動）條件：Icd.2/ Icd.1 > K2 </p><p>　　Icd1、Icd2：差動電流的基波、二次諧波模值。

88、</p><p>　　K2：二次諧波制動比（定值），K2的選?。?lt;/p><p>　　距電源較近的中小型T：13%~15%</p><p>　　容量較大的T：16%~18%</p><p>　　大型發(fā)-變組：18%~20%</p><p><b>　　取K2=14%</b></p>

89、<p>　　5、差動速斷的整定：躲過勵磁涌流及外部短路的最大不平衡電流</p><p>　　原則：Idz.sd = Kk·Ily.max 經(jīng)驗公式：Idz.sd =(8~10) Ie2.jb</p><p>　　取Idz.sd =8Ie2.jb=8×4.2=33.6A</p><p>　　5.3 整定計算結(jié)果一覽表</p&

90、gt;<p>　　表5.3-1 整定計算結(jié)果表</p><p>　　集成電路型過電流繼電器電子電路設(shè)計</p><p>　　6.1 構(gòu)成方框圖及其說明</p><p>　　6.1.1 構(gòu)成方框圖</p><p>　　圖4.1-1 過電流繼電器構(gòu)成方框圖</p><p>　　6.1.2 方框圖說明</

91、p><p>　　變換器：將輸入的電流變換成與之成正比的幅值較小的電壓量（將5A的電流變換成1V的電壓）。</p><p>　　濾波電路用于濾除原始信號中的干擾波而提取50Hz基波（采用低Q濾波，Q為品質(zhì)因數(shù)，取0.5~1左右）。</p><p>　　全波整流電路用于將原輸入信號的負(fù)半周上翻為正半周（有利于加快保護(hù)動作速度，即原信號在正半周或負(fù)半周皆可進(jìn)行動作判斷）。&l

92、t;/p><p>　　比較器用于動作判斷。</p><p>　　延時3ms用于防止毛刺干擾造成保護(hù)誤動（毛刺干擾持續(xù)時間一般不超過2ms）。</p><p>　　展寬12ms用于在滿足動作條件的情況下（即比較器輸出周期為10ms并具有一定寬度的正方波時）保證輸出連續(xù)的高電平動作信號。</p><p>　　6.2 典型模塊電路及其仿真</p&

93、gt;<p>　　6.2.1 全波整流電路及其仿真</p><p>　　(1) 全波整流仿真電路圖及仿真說明</p><p>　　圖6.2-1 全波整流仿真電路圖</p><p>　　仿真時輸入有效值為10V（由于運(yùn)算放大器的直流工作電源電壓為±20V，因此輸入交流信號的最大峰值不能超過20V，即有效值不超過14V）頻率為50Hz的正弦交流，

94、用仿真示波器觀察輸入及輸出波形；再將電子電路中的兩個二極管皆反向，再觀察輸入及輸出波形特點。</p><p>　　(2) 全波整流電路仿真波形</p><p>　?、?個二極管正接的情況</p><p>　　圖6.2-2 2個二極管正接的仿真波形圖</p><p>　?、?個二極管反接的情況</p><p>　　圖6.

95、2-3 2個二極管反接的仿真波形圖</p><p>　　6.2.2 濾波電路及其仿真</p><p>　　(1) 濾波仿真電路圖及仿真說明</p><p>　　圖6.2-4 濾波電路的仿真電路圖</p><p>　　分別仿真輸入1Hz、50Hz、2000Hz三種交流情況</p><p>　　仿真時輸入有效值為10V（由

96、于運(yùn)算放大器的直流工作電源電壓為±20V，因此輸入交流信號的最大峰值不能超過20V，即有效值不超過14V）頻率分別為1Hz、50Hz、2000Hz的正弦交流，用仿真示波器觀察觀察不同頻率情況下輸出交流波的幅值變化情況。</p><p>　　再用仿真波特儀觀察濾波電路的頻譜圖（即各種不同頻率時的放大倍數(shù)的變化曲線）。</p><p>　　(2) 濾波電路仿真波形</p>

97、<p>　　①輸入1Hz的仿真波形</p><p>　　圖6.2-5 輸入1Hz的仿真波形圖</p><p>　　由圖中可看出，輸入幅值為13.93V，而輸出幅值為0.64V，可見針對1Hz信號，輸出大大衰減。</p><p>　　②輸入50Hz的仿真波形</p><p>　　圖6.2-6 輸入50Hz的仿真波形圖</p&

98、gt;<p>　　由圖中可看出，輸入幅值為14.14V，輸出幅值為15.31V，可見針對50Hz信號，輸出基本不變。</p><p>　?、圯斎?000Hz的仿真波形</p><p>　　圖6.2-7 輸入2000Hz的仿真波形圖</p><p>　　由圖中可看出，輸入幅值為13.89V ，而輸出幅值為0.73V，可見針對2000Hz信號，輸出大大衰減

99、。</p><p><b>　?、転V波電路的頻譜圖</b></p><p>　　圖6.2-8 濾波電路的頻譜圖</p><p>　　波特儀的縱軸采用線性坐標(biāo)，且坐標(biāo)起點值設(shè)為0終點值設(shè)為5；橫軸采用對數(shù)坐標(biāo)，坐標(biāo)起點值設(shè)為1Hz終點值設(shè)為1MHz。將波特儀上的定位觀察線拉到對應(yīng)于頻譜圖的幅度最大位置，可讀出中心頻率為49.33HZ，其相應(yīng)的放大

100、倍數(shù)為1.03。</p><p>　　6.2.3 延時電路及其仿真</p><p>　　(1) 延時仿真電路圖及仿真說明</p><p>　　圖6.2-9 延時電路的仿真電路圖</p><p>　　分別仿真延時3ms和20ms兩種情況。</p><p>　　仿真時利用函數(shù)發(fā)生器輸入10Hz的方波，頻率設(shè)為10Hz，占空

101、比設(shè)為50%，幅值設(shè)為20V，通過改變電容充電回路中電阻或電容的參數(shù)來改變延時時間，用示波器觀察輸入及輸出波形。</p><p>　　(2) 延時電路仿真波形</p><p>　?、傺訒r3ms仿真波形</p><p>　　圖6.2-10 延時3ms仿真波形圖</p><p>　　將仿真示波器上的兩根定位觀察線分別拉到對應(yīng)于輸入方波和輸出方波的

102、上升沿位置，可讀出兩位置的時間差（即延時時間）Δt為3.11ms。</p><p>　?、谘訒r20ms仿真波形</p><p>　　圖6.2-11 延時20ms仿真波形圖</p><p>　　將仿真示波器上的兩根定位觀察線分別拉到對應(yīng)于輸入方波和輸出方波的上升沿位置，可讀出兩位置的時間差（即延時時間）Δt為21.04ms。</p><p>　

103、　6.2.4 展寬電路及其仿真</p><p>　　(1) 展寬仿真電路圖及仿真說明</p><p>　　圖6.2-12 展寬電路的仿真電路圖</p><p>　　分別仿真展寬12ms和30ms兩種情況。</p><p>　　仿真時利用函數(shù)發(fā)生器輸入10Hz的方波，頻率設(shè)為10Hz，占空比設(shè)為50%，幅值設(shè)為20V，通過改變電容放電回路中電阻

104、或電容的參數(shù)來改變展寬時間，用示波器觀察輸入及輸出波形。</p><p>　　(2) 展寬電路仿真波形</p><p>　?、僬箤?2ms仿真波形</p><p>　　圖6.2-13 展寬12ms仿真波形圖</p><p>　　將仿真示波器上的兩根定位觀察線分別拉到對應(yīng)于輸入方波和輸出方波的下降沿位置，可讀出兩位置的時間差（即展寬時間）Δt為

105、20.03。</p><p>　　②展寬30ms仿真波形</p><p>　　圖6.2-14 展寬30ms仿真波形圖</p><p>　　將仿真示波器上的兩根定位觀察線分別拉到對應(yīng)于輸入方波和輸出方波的下降沿位置，可讀出兩位置的時間差（即展寬時間）Δt為12.43。</p><p>　　6.3 整體過電流繼電器電子電路及其仿真</p&g

106、t;<p>　　6.3.1 過電流繼電器整體電子電路</p><p>　　圖6.3-1 過電流繼電器整體電子電路圖</p><p>　　6.3.2 整體電子電路仿真步驟及仿真結(jié)果</p><p>　　輸入為50Hz交流電流（最大有效值不超過70A），比較器整定電路中的電位器兩端所加直流電源電壓為12V，設(shè)置電位器的滑動頭百分比（分別設(shè)置4種情況：10%

107、，30%，50%，70%），調(diào)整輸入電流大小，觀察過電流繼電器動作情況（信號指示燈變紅代表動作），并找出相應(yīng)的動作電流。</p><p>　　表6.3-1 過電流繼電器動作仿真結(jié)果表</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　變壓器保護(hù)是一門綜合性的科學(xué)，它既古老又年輕，它有著己近百年的歷史同時又像一些新興科學(xué)一樣處于不斷發(fā)

108、展中。而變壓器保護(hù)的發(fā)展經(jīng)歷了機(jī)電式、晶體管式、集成電路式保護(hù)以及目前的微機(jī)保護(hù)四個階段?；仡櫛Ｗo(hù)技術(shù)的發(fā)展史可以清楚地看出相鄰科學(xué)技術(shù)的重大進(jìn)展都將引起保護(hù)技術(shù)的巨大變革，當(dāng)前我們正面臨繼電保護(hù)技術(shù)由模擬式向數(shù)字式發(fā)展的新時期，微機(jī)保護(hù)的實現(xiàn)為繼電保護(hù)裝置智能化展現(xiàn)了廣闊的前景。</p><p>　　在變壓器保護(hù)中，關(guān)于勵磁涌流狀態(tài)的識別問題是困擾繼電保護(hù)研究人員的棘手問題。本文對目前人們對小波分析在電力系統(tǒng)繼

109、電保護(hù)中的應(yīng)用作了一定的探討和分析，基于小波分析理論，綜合考慮變壓器勵磁涌流狀態(tài)和短路電流的狀態(tài)，提出了基于小波分析的勵磁涌流識別方案，以實現(xiàn)變壓器勵磁涌流的識別，改善變壓器微機(jī)差動保護(hù)性能的可行性及實施方法，并通過MATLAB仿真數(shù)據(jù)的處理實例驗證該方法的有效性。</p><p>　　若有適合高速采樣、精度較高和能保證指令快速執(zhí)行的硬件系統(tǒng)(例如采用高速ADC和DSP芯片)，以及隨著小波技術(shù)的發(fā)展，性能更優(yōu)良的

110、緊支撐正交小波系的提出，我們在小波基的選擇以及分解尺度的確定上將會有更大的余地，可以相信，小波變換在變壓器保護(hù)上的應(yīng)用前景將會更為美好。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 賀家李.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理, 中國電力出版社</p><p>　　[2] 史世文.元件保護(hù)國內(nèi)外發(fā)展綜述.電力系統(tǒng)自動化，19

111、96.20 (4) :54-58</p><p>　　[3] 王維儉.電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用.北京:中國電力出版社，1996, 83—86</p><p>　　[4] 朱亞明，鄭玉平，葉鋒等.間斷角原理的變壓器差動保護(hù)的性能特點及微機(jī)實現(xiàn).電力系統(tǒng)自動化，1996.20 (11):36-40</p><p>　　[5] 胡玉峰，陳德樹.基于采樣值差動的勵磁涌流

112、鑒別方法.中國電機(jī)上程學(xué)報，2000.20(9):55-58，63</p><p>　　[6] 孫志杰，陳云侖.波形對稱原理的變壓器差動保護(hù).電力系統(tǒng)自動化，</p><p>　　1996.20(4):42-46</p><p>　　[7] 董潔，于莉萍，焦志先，等.變壓器差動保護(hù)涌流制動原理的研究.電力系統(tǒng)自動化，1997.21（12）:30-33</p&g

113、t;<p>　　[8] 李貴存，劉萬順，滕林等.基于波形相關(guān)性分析的變壓器勵磁涌流識別新算法.電力系統(tǒng)自動化，2001.25(17):25-28</p><p>　　[9] 李貴存，劉萬順，劉建飛，等.用波形擬合法識別變壓器勵磁涌流和短路電流的新原理.電力系統(tǒng)自動化，2001.25（14）:15-18</p><p>　　[10] 唐躍中，徐進(jìn)亮，郭勇，等，變壓器保護(hù)中幾種勵