鉍余賽變壓器差動(dòng)保護(hù)次諧波制動(dòng)判據(jù)的仿真研究呂珍，岳蔚，劉沛華中科技大學(xué)電力工程系，湖北武漢430074論。

　　1引言變壓器在電力系統(tǒng)安全運(yùn)行中起著，要作用。

　　差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)比較關(guān)鍵的問(wèn)就在于勵(lì)磁涌流引起的保護(hù)誤動(dòng)作，氏期以來(lái)次諧波原理被用于制動(dòng)勵(lì)磁涌流。常規(guī)采用的勵(lì)磁涌流方式會(huì)出現(xiàn)故障變壓器空投時(shí)非故障相閉鎖故障相的現(xiàn)象，導(dǎo)致變壓器保護(hù)延時(shí)動(dòng)作。不能迅速切除故障，降低超高壓系統(tǒng)中變壓器保護(hù)的性能。而這個(gè)缺陷可以在變壓器保護(hù)微機(jī)化后通過(guò)合理選擇諧波制動(dòng)比制動(dòng)邏輯或增補(bǔ)輔助判據(jù)得到較大改善。

　　2次諧波制動(dòng)比的幾種計(jì)算方法目前常用的次諧波制動(dòng)比有以下幾種計(jì)算方法⑴⑴諧波比比較大相制動(dòng)將式1記為判據(jù)。即利用相次諧波與基波比的比較大值來(lái)制動(dòng)。

　　按故障相制動(dòng)將式2記為判據(jù)。即利用差流基波比較大相分相制動(dòng)將式3記為判據(jù)。即每相差流中次諧波與基波的比值都超過(guò)定值時(shí)制動(dòng)。

　　綜合相制動(dòng)將式4記為判據(jù)。即利用相差流次諧波的比較大值與基波的比較大值之比來(lái)制動(dòng)……，分，為相差流基波心似分別為相差流次諧波。

　　為更清楚地說(shuō)明問(wèn)，本文在引人權(quán)系數(shù)的基礎(chǔ)上從數(shù)學(xué)角度進(jìn)行比較。首先設(shè)相差流自身次諧波與雄波的比值分別為4.，即同時(shí)令，1為相基波電流的比較大值，取相觀察相的權(quán)系數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，者分母相同，因而權(quán)系數(shù)的大小實(shí)質(zhì)上反映了相差流基波的大小。

　　對(duì)諧波比比較大相制動(dòng)方式和分相制動(dòng)方式其諧波比計(jì)算實(shí)質(zhì)上是取kJ對(duì)于諧波比比較大相制動(dòng)方式而言，由于相權(quán)系數(shù)均取為實(shí)際上就是不考慮各相差流基波幅值大小對(duì)諧波比選取的影響，利用此方式閉鎖保護(hù)雖然可以保證勵(lì)磁涌流時(shí)保護(hù)不誤動(dòng)，但對(duì)于超高壓系統(tǒng)中的大型變壓器而言，由于其勵(lì)磁涌流衰減時(shí)間長(zhǎng)，故在空合于故障時(shí)保護(hù)動(dòng)作延時(shí)相當(dāng)長(zhǎng)，可達(dá)到10，8以上，動(dòng)模實(shí)驗(yàn)比較惡劣的情況甚至達(dá)到200；另方面，超高壓系統(tǒng)中故障時(shí)諧波含量較大，由于比較大相制動(dòng)不考慮各相基波幅值的大小對(duì)諧波比選取的影響，在變壓器發(fā)生輕微故障如小匝數(shù)匝間短路，差流基波幅值不大時(shí)，次諧波含量就很界易達(dá)到閉鎖記值，致使保護(hù)動(dòng)作延時(shí)。

　　對(duì)于分相制動(dòng)方式，4比較大相制動(dòng)方式相同，也不考慮各相差流基波幅值大小對(duì)諧波比選取的影響，雖然可以使保護(hù)迅速動(dòng)作，但當(dāng)有相或以的差流諧波比過(guò)小+能閉鎖保護(hù)時(shí)，容易造成誤動(dòng)。

　　對(duì)于按相制動(dòng)方式，其諧波比的選取實(shí)質(zhì)是選權(quán)系數(shù)比較大的相的諧波比進(jìn)行制動(dòng)，即先比較7，77取者比較大值所在的相的諧波比來(lái)判別。利用此方式閉鎖保護(hù)，由于考慮了相差流基波幅值大小對(duì)諧波比的影響，故可在較大程度改善比較大相制動(dòng)方式動(dòng)作延時(shí)長(zhǎng)的不足；似方面，由1只以相的諧波比來(lái)制動(dòng)，當(dāng)變壓器發(fā)生對(duì)稱忭浦流時(shí)，其對(duì)稱性涌流相次諧波含景較小，時(shí)仿真計(jì)箅與動(dòng)模實(shí)驗(yàn)均明，住某些初始條件下，變壓器發(fā)生勵(lì)磁涌流，可能時(shí)有兩相淠波比達(dá)不到制動(dòng)定值，這種情況的存在使得采用故障相制動(dòng)可能導(dǎo)致變1；器勵(lì)磁浦流時(shí)保護(hù)誤動(dòng)作，對(duì)綜合相制動(dòng)方式，其諧波比的選取實(shí)質(zhì)是選各相，波比與權(quán)系數(shù)乘積的比較大值。

　　利此方式閉鎖保護(hù)，于既考慮了差流基波幅值大小對(duì)諧波比選取的影響通過(guò)權(quán)系數(shù)77.，又考慮了實(shí)際相諧波比含量的數(shù)值大小，因而在保證變壓器產(chǎn)生勵(lì)磁涌流不誤動(dòng)的前提下，提高廣變壓器保護(hù)的速動(dòng)性。內(nèi)為即使在空合于故障變壓器的情況下，雖然涌流相含存較大的次諧波，并且可能衰減很慢，但由故障相的存在使得諧波比汁算時(shí)分吁保持較大位，幾基本上不隨勵(lì)磁涌流的衰減，減小，故使得諧波比迅速減小至閉鎖定值以下而保證故障快速切除究的對(duì)象，來(lái)分析和仿真變壓器內(nèi)部故障。該模，可以用來(lái)較真實(shí)地仿真變壓器勵(lì)磁涌流，在用丁96元件來(lái)模擬磁滯回線的情況下，仿真結(jié)果跟動(dòng)模實(shí)驗(yàn)的結(jié)汜是非常接近的，具體模型為接線高壓側(cè)，接線，低壓側(cè)4接線；鐵芯采用了96元件，即帶磁滯回環(huán)的非線性電感模型；飽和磁密艮=1.15心。各相剩磁為=0.9心，=5=0.96，每周波采柞48點(diǎn)。目前阿內(nèi)大型變壓器差動(dòng)保護(hù)中15 20的制動(dòng)比整定饑是按照飽和磁通為1.4倍額定磁通幅坑，合閘涌流的大小來(lái)考慮的。似由于變壓器制造技術(shù)的提高和制造材料的改進(jìn)，現(xiàn)代變壓器的飽和磁通倍數(shù)經(jīng)常在1.2到1.3，甚至低免1.

　　15，因此仿真取紀(jì)=1.15月，合閘側(cè)電源為無(wú)窮大，電源內(nèi)阻抗取為0.01十0.063建模與仿真研究，接線1.變壓器鐵心的磁滯效應(yīng)是個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，其變化規(guī)律主要依據(jù)變壓器局部磁環(huán)特性，結(jié)合47仿真程序提供的功能，在磁滯效應(yīng)的處理考慮了變壓器鐵心的主磁環(huán)特性。

　　變壓器的飽和與磁滯效應(yīng)是通過(guò)在線性變壓器模型高壓500或特高壓750變壓器保護(hù)性能的模型，這種模型能夠模擬不同位置不同類型的匝間短路故障。因此，本文采用這種變壓器模型作為研這取上要分析計(jì)算變玉器側(cè)側(cè)不帶故障空投；側(cè)帶故障空投以及帶長(zhǎng)線時(shí)內(nèi)部各種故障情況帶長(zhǎng)線的系統(tǒng)仿真模型接線2，用以比較以幾種判據(jù)速動(dòng)性和可靠性。諧波的計(jì)算采用傅式算法。以合閘后第個(gè)周波終點(diǎn)為時(shí)間起點(diǎn)，并逐點(diǎn)遞推，以便觀察諧波比隨時(shí)間的變化關(guān)系以下各中，4代各相差流；尺3代種不同判據(jù)的制動(dòng)比曲線。以給出了幾種較典型的分析算例。

　　設(shè)相合閘角為30，在這種情況下3，為變壓器側(cè)不帶故障空投時(shí)的相電流波形。

　　3相電流的波形幻用種判據(jù)計(jì)算出的制動(dòng)曲線相電流的波形，0側(cè)不帶故障空投時(shí)分別用2側(cè)不帶故障空投變壓器在接線情況下，側(cè)空投時(shí)產(chǎn)生對(duì)稱涌流的機(jī)會(huì)較大。由理論分析及錄波證明，對(duì)稱涌流僅會(huì)產(chǎn)生于相差流中。為了研究勵(lì)磁涌流比較嚴(yán)重的情況，取人相合閘角=30.4為，=30時(shí)，側(cè)不帶故障空投的情況。

　　△側(cè)帶故障空投投時(shí)的情況。

　　3相電流的波形，用種判據(jù)計(jì)算出的制動(dòng)曲線4帶長(zhǎng)線內(nèi)部故障5時(shí)的故障仿真結(jié)果。

　　4仿真結(jié)果分析設(shè)次諧波制動(dòng)比整定為20.從上面的仿真結(jié)果可以看出變壓器么側(cè)不帶故障空投時(shí)，對(duì)次諧波含量而言，種判據(jù)的變化趨勢(shì)相同3幻，都隨時(shí)間的推移而增大，這意味著勵(lì)磁涌流衰減的過(guò)程中，基波比次諧波衰減快僅對(duì)此模型而言。這時(shí)只有判據(jù)可靠制動(dòng)。判據(jù)都可能誤動(dòng)。并且若變壓器諧波制動(dòng)定值取得偏小，則出口需要的時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。特別是判據(jù)算出的諧波含量雖然也是隨時(shí)間增加而增大，但是種判據(jù)計(jì)算出的制動(dòng)曲線1！5以后依然達(dá)不到閉鎖保護(hù)所需要的值。所以其可靠性比較低。因此，側(cè)不帶故障合閘時(shí)，判據(jù)可靠性比較高，判據(jù)其次，判據(jù)比較差。

　　變壓器側(cè)不帶故障空投時(shí)，對(duì)次諧波含量而，種判據(jù)的變化趨勢(shì)4.，與3相M但是只有判據(jù)能夠可靠制動(dòng)勵(lì)磁涌流。判據(jù)都會(huì)造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。但是如果為了消除對(duì)稱涌流的影響，采用單相制動(dòng)相即或邏輯，很丁能造成變壓器帶故障合閘，的扣動(dòng)或帶長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作考慮廣變壓器側(cè)帶故障空投時(shí)比較嚴(yán)的情況5即在滿足差動(dòng)判據(jù)的前提下故障相短路電流盡小，以便模擬出變1器帶故障空投時(shí)保護(hù)的長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作過(guò)程為此，將故障點(diǎn)設(shè)在非電源側(cè)，利用變1器1身的電阻電感值來(lái)限制短路電流，閣53為高壓側(cè)內(nèi)部8，較嘍搪繁溲蠱骺脹妒，能出口；判據(jù)此，幾乎是等效的合闌后經(jīng)過(guò)個(gè)周波就能夠判斷出故障。綜上所述，從保護(hù)據(jù)比較差。

　　變壓器帶長(zhǎng)線內(nèi)部故障時(shí)，由于電感和電容發(fā)生諧振，短路電流的諧波含足會(huì)明增加，從而給次諧波制動(dòng)比的整定帶來(lái)了困難在6中討以看出，故障后段時(shí)間內(nèi)，利用判據(jù)計(jì)算出概要維持2，18以后，諧波含量才有，能會(huì)小亍諧波定值，保護(hù)才有可能出口。當(dāng)諧波制動(dòng)比小于20時(shí)，出口需要的時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。因此帶長(zhǎng)線的變壓器發(fā)生匝間故障時(shí)，次諧波制動(dòng)的判據(jù)除廣判據(jù)外均有可能將故障電流誤判為勵(lì)磁涌流人而閉鎖保護(hù)。

　　5結(jié)論雖然相浦流中能有相涌流的次諧波成分小于但是至少會(huì)有相涌流的次諧波成分較大。因此，次諧波仍然足勵(lì)磁涌流的個(gè)典型特征。對(duì)于500超高壓輸電系統(tǒng)，特別是西北電網(wǎng)正在籌建的750特高壓系統(tǒng)，很可能將使用國(guó)外進(jìn)口的大型電力變壓器，這種變壓器由于使用廠性能的鐵芯其磁滯的影響將大大減小，在使用時(shí)應(yīng)適當(dāng)降低次諧波制動(dòng)比整定值。

　　微機(jī)變壓器羌動(dòng)保護(hù)中，淠波比，大相制動(dòng)方值應(yīng)該小于，大相諧波比綜介相制動(dòng)方式制動(dòng)比宜取為15，17，以保證較好的綜合性能而對(duì)按相制動(dòng)方式，其定值選取要仔細(xì)考慮。

　　次諧波制動(dòng)的變汛器差動(dòng)保護(hù)應(yīng)用代效朵玷1定的，1對(duì)于次蒔波制動(dòng)原理來(lái)說(shuō)，無(wú)論采用那種判據(jù)，均存在這方面或那方面的不足。因此實(shí)應(yīng)用中，說(shuō)該尋找新的原理和依貓輔助判據(jù)來(lái)彌補(bǔ)次諧波制動(dòng)原理的不足，提，超高化變作器保護(hù)的綜合性能1邱文征，陳德樹(shù)。兩種勵(lì)磁涌流次諧波制動(dòng)判據(jù)的比較。電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備，1998，3812.f2l0以電幻系統(tǒng)電磁暫態(tài)計(jì)算，論第版肘。北京水利電力出版社，991.

　　呂珍1979，男，碩士研究生，主要研究方向?yàn)樽?，玉器保護(hù)；岳蔚1977，女，碩士研究生，研究方向?yàn)榻套中盘?hào)處理在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用；劉沛944，女，教授，博士生導(dǎo)師，研究領(lǐng)域?yàn)槔^電保護(hù)及變電站自動(dòng)化。下轉(zhuǎn)第84頁(yè)移相范闈5.175.，完全可與數(shù)字式觸發(fā)板相媲美，通過(guò)移相調(diào)整電路既4實(shí)現(xiàn)動(dòng)控制，又可通過(guò)朽1可編程控制器實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制；且成本低僅為數(shù)7式觸發(fā)電路的分之，抗干擾性強(qiáng)，交流紋波小于0.5在勝利油田幾十座變電站和勝利油海，平臺(tái)上運(yùn)行年多，至今未出現(xiàn)任何問(wèn)，譚建成。電機(jī)控制專用集成電路肘。北京機(jī)械丁業(yè)出版社，1997.

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　　張玉奎1967，男，工程師，從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及自動(dòng)化工作；陳元平1967，女，工程師，從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及直流操作電源的研究，開(kāi)發(fā)工作；李樹(shù)君966，男，工程師，從事電氣傳動(dòng)產(chǎn)品的岍制開(kāi)夂工作，上接第72頁(yè)高壓交聯(lián)電纜要實(shí)行價(jià)格自律，近日巾國(guó)電器王業(yè)協(xié)會(huì)電線電纜分會(huì)電線電纜價(jià)格委，會(huì)電線找反低價(jià)，監(jiān)督辦公室及云委集團(tuán)股份有限公司測(cè)算編制的高壓交聯(lián)電纜產(chǎn)品建議價(jià)格，企業(yè)代共同簽署了行業(yè)價(jià)格自律意向書(shū)。