6微機(jī)變壓器保護(hù)的現(xiàn)狀及其原理的模糊化分析劉新疆鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司能源中心基于模糊多判據(jù)的變壓器保護(hù)算法綜合了幾種不同原理的算法，利用模糊數(shù)學(xué)使幾種判據(jù)優(yōu)勢互補(bǔ)，在原理上提高了變壓器保護(hù)的可靠性和靈敏性。

　　1概述大型電力變壓器是電力系統(tǒng)中極其重要的元件，它的安全與否，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)能否連續(xù)穩(wěn)記地工作，當(dāng)變壓器發(fā)生故障時，應(yīng)盡快地跳開故障變壓使損失降低到比較小限，變樂器保護(hù)在非故障如勵磁涌流過勵磁等情況下的誤動也將給電力承統(tǒng)造成巨大損免因此實(shí)代十付變祝器保護(hù)提出了很高的要求，包括可依賴性不拒動安全性不誤動速動性和足夠的靈敏度由于大型變壓器保護(hù)所采集的量比般的線路保護(hù)要客得多，其運(yùn)算呈也成倍地增長，近年來，微機(jī)保護(hù)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)甩目前，次諧波制動原現(xiàn)的差動保護(hù)仍然是變樂器保護(hù)的主要形式，由于變壓器本身的復(fù)雜性，該原理的保護(hù)在實(shí)踐中的正確動作率不是很高。從實(shí)際運(yùn)行情況看，變壓器保護(hù)的正確動作率僅為67這給變壓器木身和屯力系統(tǒng)的安全運(yùn)廳帶來很大挑戰(zhàn)隨力大容景變壓器應(yīng)用的日益增多以及電力系統(tǒng)其它大素的影響，傳統(tǒng)的變壓器保護(hù)兌法已無法完令，應(yīng)電力系統(tǒng)新的要求，因此有必要對變壓器保護(hù)展開新的研宄工作。

　　近年來，變壓器保護(hù)算法中，有幾種理論比較突出，比如說波形比較原理功率差動原理低電壓判據(jù)等等。但每種理論都有其相應(yīng)的缺陷，必須與其它保護(hù)算法在起才能提高其可靠性。基于模糊多判據(jù)的變壓器保護(hù)算法綜合了幾種不同原理的算法，利模糊數(shù)學(xué)使幾種判據(jù)優(yōu)勢互補(bǔ)，原理。提高了免壓器保擴(kuò)的可靠性和4敏性2大型變壓器微機(jī)保護(hù)裝置的現(xiàn)狀21傳統(tǒng)次諧波制動方式的局限性在變壓器空載合閘或負(fù)載分閘時會產(chǎn)生勵磁涌流，勵磁涌流波形有很大的間斷角，存在較高的次諧波分量般情況下大于基波分量的而內(nèi)部故障怙況次諧波分試較小般小于基波分量某門檻值時閉鎖差動保護(hù)。

　　目前我國電力變卡器廣泛采用次諧波制動原銓的差動保護(hù)。隨著屯力系統(tǒng)屯壓等級的提高和容+的擴(kuò)大，長線帶變樂器及變樂器低壓側(cè)裝設(shè)電容或電抗器進(jìn)行無功補(bǔ)償或吸收的情況經(jīng)常出現(xiàn)，變壓器區(qū)內(nèi)故障出現(xiàn)時也會產(chǎn)生大量諧波；另外，如果變壓器空載合閘到內(nèi)部故障時，亦會產(chǎn)生大量的諧波，這將導(dǎo)致次諧波制動原理的保護(hù)延時動作，甚至拒動現(xiàn)代變報(bào)器鐵心廣泛采高導(dǎo)磁冷乳晶粒硅鋼材料，鐵芯飽和點(diǎn)低且剩磁較大，使得勵磁涌流中某相或兩相電流的次諧波分量很小，為防止勵磁涌流引起的誤動作，往往采叫相次諧波或制動綜1所述。次諧波制動原理的勵磁涌流識別方法在實(shí)際應(yīng)用中存在些缺點(diǎn)，雖然它防止了保護(hù)在勵磁涌流情況廠的誤動作。但同時它也使以差動保護(hù)在變壓器某些區(qū)內(nèi)故障時不能靈敏動作3變壓器勵磁涌流的模糊多判據(jù)識別算法近年來，國內(nèi)有關(guān)研宄機(jī)構(gòu)對變壓器勵磁涌流尺為，由于變壓器的非線性勵磁特性，要精確定義個變壓器的模型是十分困難的，而且影響變壓器勵磁油流大小的因素如閘角。膃壓器漏抗等在實(shí)聯(lián)系人劉平，男，35歲，本科，工程師，烏魯木齊830022新疆鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司能源中心動力分踐中難以預(yù)測或計(jì)算，因此只有全面采集變壓器的信息，利用模糊集合處理不確定性知識的能力，綜合利用變壓器信息，才可能實(shí)現(xiàn)個較為完善的保，在現(xiàn)有的變壓器保護(hù)算法中，次諧波制動原理波形比較原理功率差動原理以及低電壓加速判據(jù)良危較好的微機(jī)可實(shí)現(xiàn)性。以通過模糊集合理論結(jié)合這些算法來實(shí)現(xiàn)個高可靠性且快速動作的變壓器保護(hù)新算法。

　　3.1次諧波制動原理及其判據(jù)的模糊化次諧波制動原理是目前廣泛應(yīng)用的算法，運(yùn)經(jīng)驗(yàn)十分小富，般取252時確定為勵磁涌流，但變壓器內(nèi)部故障時也有可能產(chǎn)生較大的諧波分般可以認(rèn)為次諧波請?jiān)降褪枪收系目赡苄栽酱?，因此我們對次諧波含量取隸屬函數(shù)，81與是故障的可能性1關(guān)系可以用1來。，1中為常數(shù)。

　　3.2波形比較原理及其判據(jù)的模糊化濾除直流分請的影響。先對勵磁涌流和短路電流進(jìn)行差分?jǐn)?shù)字濾波，即述的勵磁涌流和短路電流經(jīng)差分濾波后的波形3經(jīng)差分濾波后，勵磁涌流前半波和后顯然，短路屯流波形的對稱度函數(shù)的位接近于0，而勵磁涌流的對稱度函數(shù)值比較大當(dāng)然，當(dāng)勵磁涌流的間斷角較大時。前半波和后半波的采樣點(diǎn)都位于間斷角時。此，里然，們較小。似+應(yīng)認(rèn)為是對稱情況，所以還需設(shè)個門檻值只有當(dāng)=波的波形是不對稱的，而短路電流的前半波和后半波基本是對稱的根據(jù)此特點(diǎn)。對差分電流進(jìn)，差分濾波后，利用勵磁涌流和短路電流的對稱程度不同，就可以識別勵磁涌流和短路電流設(shè)個周期內(nèi)采樣點(diǎn)數(shù)為2，對前半波采樣點(diǎn)幻和后半波采樣點(diǎn)4奸定義個如下的波形對稱度函數(shù)樣點(diǎn)位于間斷角部分，是勵磁涌流情況。

　　上述對稱度函數(shù)值是故障可能性的隸屈函數(shù)。

　　它可以用如下的偏小型梯形分布來隸屬函數(shù)010的分布4，它了采樣點(diǎn)與故障情況的對應(yīng)程度，0尤灸越大，采樣點(diǎn)是故障的可能性越大經(jīng)過分析，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采樣點(diǎn)位于故障電流的過零點(diǎn)時，01的值有可能為零。另外，當(dāng)采樣點(diǎn)受到干擾時，也有可能使得01的值出現(xiàn)較大誤差。為此，取連續(xù)5個點(diǎn)的91沙的平均值作為識別勵磁涌流的特征值，即這樣，當(dāng)5義幻大于某門檻值人時，即認(rèn)為該采樣電流是故障情況，但由于采樣電流經(jīng)過，丁傳變后，涌流的間斷角消失，所以實(shí)踐明，要滿足對所有的涌流情況不誤動的值相應(yīng)地取得較大，考慮定的裕度，取為8，這樣以后，并不能保證對所有的故障情況都能快速動作，甚至出現(xiàn)拒動的情況現(xiàn)在假設(shè)個偏大型的隸屬函數(shù)來解決這問對應(yīng)函數(shù)分布5這樣，2就成為采樣電流是否有故障情況的隸屬度3.3功率差動原理及其判據(jù)的模糊化在變壓器正常運(yùn)行情況下，變壓器本身消耗的功率很小，因?yàn)閷缀跛懈唠妷旱燃壸儔浩鞫裕谡Ｇ闆r下的銅損和鐵損不超過額定容量的悅；而在故障情況下，由于故障點(diǎn)的電弧放電發(fā)熱，將消耗大量的有功；在涌流情況下，由于涌流有個充電過程，所以在初始階段，它也消耗定的功率，但隨著充電過程的結(jié)束，它消耗的功率越來越??；通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在空載合閘到故障時，由于涌流和故障電流的共同作用，初始階段消耗的有功特別大，因此可以根據(jù)這特點(diǎn)來判別變壓器空載合閘到故障的情況，而空載合閘到故障正是次諧波制動原理和波形比較原理難以判別的情況。

　　當(dāng)變壓器發(fā)生區(qū)外故障時，由于變壓器流過較大的穿越電流，此時變壓器也消耗較大的有功，因此本判據(jù)還需結(jié)合傳統(tǒng)的差動保護(hù)來進(jìn)行，當(dāng)差動電流大于整定值時，再利用差動功率來判別變壓器是否處于故障狀態(tài)。

　　對個繞組變壓器而言，它所消耗的有功可以如下其中廠廠乃是變壓器次繞組的瞬時電壓電流值，對數(shù)字式保護(hù)而言，我們可以先計(jì)算變壓器消耗的瞬時功率而變壓器消耗的有功平均功率為現(xiàn)在定義個隸屬函數(shù)來⑴與故障之間的關(guān)系對應(yīng)函數(shù)分布6.

　　3.4低電壓判據(jù)及其模糊化當(dāng)變壓器發(fā)生接地故障時，故障相電壓會變得很小，傳統(tǒng)的次諧波制動原理般認(rèn)為當(dāng)相電壓低于額定值的7脫時，認(rèn)為不可能發(fā)生涌流情況，但為了防止區(qū)外故隱切除后沖壓汗產(chǎn)生的勵磁涌流造成保護(hù)誤動作所以在心，且，時將保護(hù)閉鎖，其中，為當(dāng)前時刻前周的電流和電壓，為當(dāng)前時刻的電壓，心為變壓器空載時的勵磁電流為了防止保護(hù)誤動，也可以把整定值定得低點(diǎn)，比如是1脫而不是7酚，可以用隸，度函數(shù)來解，這問，定義對應(yīng)函數(shù)分布7 4多判據(jù)的綜合模糊化考慮到綜合利用幾種勵磁涌流判別方法，會使保護(hù)的可靠忡有較大的提高。而使保護(hù)動作的速度也有所改進(jìn)，所以用個總的隸屬度來綜合上述多判據(jù)，即其中是該判據(jù)的權(quán)重，并且滿足當(dāng)大于某整定位，保護(hù)將出動作，則認(rèn)為是勵磁涌流情況人血付各判據(jù)的分析，以看出，當(dāng)2，3，4等于1時，該判據(jù)可以確定為故階，所以，引入句個加速判據(jù)，即當(dāng)小2，3，4等于1時，直接出口跳閘，不受大小的限制5結(jié)束語筆荇主要是針對大型變樂器保護(hù)的主要現(xiàn)狀和模糊化處理進(jìn)行了分析，并且引入了新的算法。

　　改進(jìn)后的新算法對變壓器區(qū)內(nèi)嚴(yán)重故障并沒有降低判據(jù)的制動系數(shù)，事實(shí)上傳統(tǒng)的比率差動保護(hù)對變壓器區(qū)內(nèi)嚴(yán)重故障是具有足夠的動作靈敏度定程度上降低其制動系數(shù)，但正是因?yàn)樽儔浩鞔藭r處于輕微區(qū)外故障，所以稍稍降低其制動系數(shù)并不會引起保護(hù)的誤動作，因?yàn)閭鹘y(tǒng)比率差動保護(hù)中的制動系數(shù)根據(jù)受壓器上嚴(yán)重區(qū)外故障此時變壓器中流過很大的穿越屯流1時不誤動而整定的。也即考慮了比較極端的情況；當(dāng)然，對于變壓器嚴(yán)重區(qū)外故障，新判據(jù)是不會降低其制動系數(shù)的，因此保證了保護(hù)在區(qū)外故障時有足夠的可靠性黃貸峰。郁惟鋪。趙亮，王3芬?；惡嗯袚?jù)的劃；勵磁涌流識別新算法。繼電2000，2.

　　2王國興張傳利。黃益莊。變壓器勵磁涌流判別方法的現(xiàn)狀及發(fā)展。中國電力，1998，10.

　　3王維儉，侯炳蘊(yùn)。大型機(jī)組繼電保護(hù)理論基礎(chǔ)第2版。水利電力出版社，1989 4郁惟鏞，胡炎，黃登峰?；诓ㄐ巫R別的永久性和瞬時性故障的判別。繼電器，1999，4.

　　5張傳利，黃益莊，王國興。變壓器微機(jī)新算法的研宄及其應(yīng)用。繼電器，1999，3.

　　6楊奇遜。微型機(jī)繼電保護(hù)基礎(chǔ)。水利電力出版社，1988.

　　7吳斌，劉沛，陳德樹。繼電保護(hù)中的人工智能及其應(yīng)用。電力系統(tǒng)自動化，1995，4.

　　8段玉清，賀家李。基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的微機(jī)變壓器保護(hù)。中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，1998.