梁俊滔[1]2002年在《基于正序有功功率的变压器纵差保护的研究》文中提出本文就现有的电力变压器主保护原理，特别是各种励磁涌流判据，进行了较深入的分析，指出了存在的问题，并提出了新的基于正序功率的变压器纵差保护原理。文中首先对电力变压器保护原理的现状和发展情况进行了介绍和总结。紧接着在对励磁涌流产生机理进行详细分析的基础上，提出了基于能量守恒定律的新的保护原理，并对其理论基础和可行性进行了充分的论证。最后分析了该保护原理的动作行为，并以数字仿真的方法加以验证。 研究结果表明，基于正序功率的变压器纵差保护原理相对于传统的电流纵差保护原理在励磁涌流判别方面有着很大的优势，而且在增加简单的辅助判据后，完全可以作为独立的变压器主保护使用。在提倡电气主设备主保护双重化的今天，有较高的理论研究价值和实际推广价值。
孙鸣[2]2008年在《大型电力变压器快速主保护新原理及其应用问题的研究》文中研究指明在电力系统中,大型变压器是重要而又昂贵的设备,所以变压器保护应尽可能满足不拒动、不误动以及快速动作的要求。本文在前人研究成果的基础上,针对电力系统中大型变压器不同的运行特性,从功率平衡的角度和比较变压器不同侧电流(电压)采样值变化的角度,提出变压器正序有功功率差动保护和比较采样电流(电压)突变量变化特征的保护新原理,从理论上对其进行了定性和定量的分析与论证,并给出了相应的判据。论文主要完成了如下几方面的工作:(1)详细研究了电力变压器励磁涌流的产生机理、本质特征,提出了适用于变压器非线性模型的“正序有功功率纵差保护原理”及其实现方案。运用理论分析和仿真等方法论证了采用该原理构成变压器保护能从根本上避免励磁涌流的影响,并在此基础上,对变压器“正序有功功率纵差保护”在不同运行方式下发生不同类型的故障时的动作行为给出了定量地评价,对如何将“正序有功功率纵差保护原理”应用于变压器保护中亦给出了明确的结论。(2)详细研究了变压器感受外部短路和内部故障时两侧短路电流相位的不同特征,提出了比较变压器两侧电流采样值在其绝对值正突变条件下的流向来区分外部短路和内部故障的新判据。运用理论分析和仿真等方法论证了变压器在不同运行方式下经历不同类型的外部短路时,应用该判据均能快速、可靠的做出正确判别。(3)详细研究了变压器两侧电流、电压采样值在不同运行方式下发生不同类型的内部故障时其绝对值突变量正(增大)负(减小)跃变的变化规律以及运行变压器在外部短路切除后电流、电压采样值的绝对值突变量的变化特征。在此基础上,同时在已确认变压器感受的不是外部短路的前提下,提出了鉴别变压器内部故障和外部短路切除后出现励磁涌流的新判据。通过理论分析和仿真论证了该判据均能快速、可靠地对运行中的变压器发生不同类型的内部故障做出正确判别。(4)设计了将快速主保护的故障处理软件模块嵌入到微机型变压器保护中断服务程序的软件流程,该流程采用独特的方法解决了变压器空载投入和变压器运行这两种不同情况下采用不同的故障处理判据的问题。给出了双绕组变压器正序有功功率差动保护程序流程和采样电流(电压)突变量综合比较保护程序流程,分析了该流程应用于多圈变压器可能存在的问题,并给出了相应的解决措施。本文提出的保护原理不以差流作为动作条件,具有原理简单、快速可靠等特点,可构成独立的快速主保护软件模块,并应用于微机型变压器成套保护装置中。
古斌[3]2014年在《基于功率量的电力变压器保护新原理及高速算法研究》文中指出随着大容量及超大容量变压器的广泛使用,变压器主保护性能的重要性也更加凸现出来。因此,研究性能更优良的变压器保护新原理和新算法具有重要的理论价值和实际意义。论文着重基于提升电力变压器电流纵联差动保护的整体性能水平及研究与变压器差动保护无关的主保护新原理展开工作,论文研究的主要内容和成果有：(1)基于瞬时无功功率理论,提出了基于差有功及差无功直流分量绝对值比值的变压器涌流辨识新方法。该方法基于变压器不同状态时有功和无功的内在关系,摆脱了传统的基于差流波形特征的涌流识别方法的种种限制,揭示了变压器励磁涌流和故障状态的本质不同。(2)变压器处于励磁涌流状态时,其铁芯随励磁电压的变化周期性地在饱和状态及非饱和状态之间摆动,相应地其瞬时励磁电感值也周期性地变化(铁芯饱和时较小,退出饱和时很大),此时其励磁电感或电抗值含有较丰富的基频分量值；基于励磁电感或电抗的涌流辨识方法把握了涌流与内部故障的本质差异,但其缺陷是需要测量变压器绕组的电流值,因而对现场TA(电流互感器)配置有特殊要求,要求能测各侧各相绕组电流。本文提出了基于零序过滤的变压器励磁电感计算方法及涌流识别方法,适合于TA按典型方案配置的Y/△接线变压器,使得励磁电感涌流辨识方法的应用范围得以扩展。(3)提出了叁种高速功率方向保护算法或原理并应用于变压器保护。方法一是基于瞬时值对称分量变换的变压器快速方向保护算法。方法二是基波正序突变量高速方向保护新算法。方法叁是滤除高频暂态量的突变量高速方向保护原理。方法一采用了特殊设计的滤波器及快速滤序算法,并根据新型方向判据来快速判别故障方向。相比于方法一,方法二、叁无需特殊设计的滤波器,只需采用十分成熟的低通滤波器来滤除高频暂态分量,方法二再采用差分滤波来抑制电流非周期分量,然后采用基于帕克变换的新方法来快速计算基波正序故障分量相量,以实现快速的故障方向判别。不同于方法二的快速相量算法,方法叁是时域的高速算法,且无需对短路电流非周期分量进行额外处理,并采用了新型相序变换方法以使保护原理能适应不同的故障类型。这叁种新型快速方向保护算法或原理,对于一般内部故障可在故障后极短时间内出口跳闸,可极大提高切除各种情况下变压器内部故障的速度。当选用P级电流互感器时,保护可在互感器进入饱和前可靠出口跳闸。(4)提出了电力变压器故障分量无功功率方向保护原理。该方案基于故障分量保护原理,只需采集变压器端口电压、电流数据,无需任何先验参数,摆脱了传统变压器差动保护中励磁涌流识别的束缚,体现了变压器主保护原理新的研究思路,可应用于不同接线组别的变压器保护,可有效区分外部近区故障切除电压恢复产生涌流、带载合闸等各种变压器状态。(5)提出一种有效区分空投涌流与空投于故障的变压器保护新原理。该原理利用帕克变换或瞬时有功、无功电流分量法,可计算变压器在各种暂态过程中的基波正序有功、视在电流比值或基波正序功率因数,并根据这些计算结果的大小来判断变压器是否发生内部故障。该原理与前述的功率方向保护算法相结合,可构成较为完善的变压器保护方案。
吴瑶[4]2014年在《变压器励磁涌流识别方法研究》文中进行了进一步梳理近些年来，中国国民经济飞速发展，用电量突增，电网规模不断发展和扩大，电压等级不断升高，变压器作为电力系统中的极其重要的传能变压设备，其安全性稳定运行关系着整个电网的供电可靠性，于是对变压器差动保护提出了新的更高的要求。由于变压器产生的励磁涌流会流入变压器纵差保护的差动回路中，有可能导致纵差保护误动作。因此，如何正确有效的识别励磁涌流和内部故障电流是一个重要而困难的问题。论文从以下几方面进行了研究。首先，本文密切结合现场工程实践，开展了变压器励磁涌流对电力系统安全稳定性影响的研究。简要综述了国内外励磁涌流的研究现状，分析了励磁涌流对变压器继电保护带来的不良影响；根据进一步提高变压器励磁涌流识别准确率的要求，阐述了继续研究励磁涌流识别方法具有的理论和实际工程意义。然后，深入研究了变压器差动保护的保护原理以及励磁涌流的产生机理，对常用的励磁涌流识别方法进行了详尽分析，得出了各自的优缺点。对比分析了变压器励磁涌流与内部故障电流的波形特征，进而利用小波理论中的多分辨率分析检测励磁涌流和内部故障电流的时频域特征信息。再次，在以上分析研究的基础上，结合小波分析和信息熵理论，提出了基于Tsallis小波熵（能量熵和时间熵）的励磁涌流识别方法，该方法是先将电流进行小波分解重构，然后利用熵的概念来定量分析其能量的分布情况。并且采用的Tsallis小波能在很大程度上改善频域混迭和能量泄露的问题，因此，该方法能够准确识别励磁涌流。同时还根据变压器瞬时无功功率特性得到另一种基于瞬时差有功无功比率的涌流识别方法，其主要原理是当变压器出现励磁涌流时，变压器两侧的有功功率差变化比较小，而无功功率差变大相对较大，此方法也能有效识别励磁涌流。最后，通过Matlab/Simulink搭建励磁涌流仿真模型，利用上述两种识别方法对单相叁绕组变压器和叁相叁绕组变压器在各种故障条件下进行了仿真验证，比如空载合闸、单相接地短路以及故障切除恢复供电等等，相应的实例仿真结果表明，在系统各种运行工况下，所提方法都具有良好的识别效果，从而验证所提两种识别方法的可行性和灵敏性，克服了以往保护的不足，提高了变压器纵差保护的保护性能。
吴春华[5]2003年在《引入电压量的变压器主保护新原理的研究》文中认为本文以现有变压器主保护理论为基础，引入电压量后，给出了瞬时功率、瞬时励磁电感的概念，提出了平均有功功率差动原理、瞬时有功功率频域特性原理、平均无功与有功比值原理来区分励磁涌流和短路故障，尤其是瞬时有功功率频域特性原理回避了原有功率差动保护整定复杂的难点，而且具有一定的抗超饱和现象的能力；此外，利用瞬时励磁电感的变化特性，能够从本质上描述出变压器的运行状态，从而快速而可靠的识别出变压器轻微匝间短路故障。最后针对变压器保护的特殊性，提出了利用模糊理论来实现变压器的保护逻辑。很好的调整了灵敏性与可靠性之间的矛盾关系。通过大量的EMTP仿真和混合仿真试验证明了以上提出的变压器保护原理的正确性。本论文得到了“国家自然科学基金”项目《基于励磁支路非线性的变压器新原理的研究》（项目号50277012）的资助。
齐晓光[6]2014年在《双馈风电机组故障电流谐波特性研究及其对保护影响分析》文中认为基于双馈感应发电机(double fed induction generator, DFIG)的双馈风电机组是当前风力发电的主要装备，占风电并网容量的比例超过50%。DFIG的定子绕组直接与电网相连，转子绕组通过交-直-交变流器与电网连接，本质上是一种与传统同步发电机异构的电源形态。随着双馈风电机组装机容量不断增加，故障期间其对电网的影响日趋严重，特别是在风电低电压穿越（low voltage ride through, LVRT）要求下，通过与电网之间的相互耦合，使双馈风电机组的故障暂态特性变的更为复杂。双馈风电机组故障电流谐波特性分析属于机组故障暂态分析的重要组成部分，通过对双馈风电机组故障电流谐波成分和含量的分析，有助于加深理解双馈风电机组的故障暂态过程，全面掌握故障全电流特性，对分析风电场输出短路电流对继电保护的影响具有理论指导意义。结合我国风电发展现状及特点，论文对双馈风电机组故障电流特性的研究现状进行了全面综述，并对并网双馈风电机组短路电流对传统电力系统继电保护的影响进行了阐述，在对相关文献进行搜集和整理后，分析了现有研究的特点和存在的问题，指出当前针对双馈风电机组故障电流谐波特性的研究还未引起足够重视。基于双馈风电机组的结构特点，通过空间坐标变换，分别在叁相静止坐标系和同步旋转坐标系内建立了双馈感应发电机的瞬时值模型及综合矢量模型，阐述了模型的理论基础；结合双馈感应发电机定、转子间电磁耦合关系以及磁路特点，建立了双馈感应发电机的谐波等效电路；随后，以矢量控制为基础，建立了转子侧变流器和电网侧变流器的控制模型，明确了变流器控制对双馈风电机组输出电气量的调控作用。为了全面分析与计算电网故障期间双馈风电机组转子故障电流的谐波分量，论文考虑转子侧变流器励磁调节对转子故障电流谐波分量的影响，通过建立转子侧变流器控制回路内的转子电压、电流指令值表达式，推导得到转子故障电流谐波分量的解析表达式，分析了转子故障电流中特定次谐波分量的产生机理，并通过仿真和实验验证了分析的正确性。为分析双馈风电机组定子短路电流谐波分量对电力系统继电保护可能造成的影响，论文研究了电网故障期间双馈风电机组定子短路电流的谐波特性。基于双馈风电机组的综合矢量模型，分析了Crowbar动作后的定子短路电流转速频谐波分量特性；基于转子侧变流器控制对定子短路电流谐波特性的影响分析，解释定子短路电流二次谐波的产生机理并推导二次谐波的解析表达式，指出在变流器矢量控制下双馈风电机组产生的定子电流二次谐波可能威胁变压器二次谐波制动的可靠运行。通过短路实验和时域仿真验证了上述分析的正确性。
朱桂英[7]2005年在《基于模糊逻辑理论的数字式变压器差动保护的研究》文中研究表明随着电力工业的迅速发展,大型电力变压器得到了广泛的应用。大型变压器是电力系统中至关重要的设备,而且价格昂贵,因此对其保护提出了很高的要求。差动保护是变压器的主保护。如何提高大型变压器差动保护的灵敏度和可靠性,是倍受关注也是十分重要的研究领域。迄今,变压器差动保护的关键仍然是如何准确识别励磁涌流的问题。目前实际应用中的变压器励磁涌流识别方法,如二次谐波制动原理、间断角闭锁原理等各有其优缺点,均不能很好地满足现代大型电力变压器保护的要求。为能适应大型变压器保护快速性的要求,有必要探索更加快速、可靠的励磁涌流识别新方法。论文在对变压器励磁涌流的形成机理以及已有变压器励磁涌流识别方法进行深入了解的基础上,提出了一种基于模糊逻辑理论的变压器故障综合识别新方法。该方法引入了一种全新的观念,即用模糊信息检索及模式识别方法对导致变压器差动保护中两侧差流的原因进行识别,不仅可以识别励磁涌流情况,还可以识别变压器的故障及其它异常情况。为安全起见,仍采用传统的比例制动特性的差动保护作为配合,数字仿真表明该方法的有效性。文中还分析了电流衰减直流分量对该综合识别新判据及傅氏算法的影响,并提出了一种快速补偿衰减直流分量的新算法。最后,论文在基于模糊逻辑理论的变压器故障综合识别新方法的基础上,提出了一套完整的微机变压器差动保护方案,并利用C语言编制了变压器差动保护功能程序。最后,本文指出了微机变压器差动保护的发展方向。
肖仕武[8]2003年在《同步发电机定子绕组内部故障暂态仿真及其应用的研究》文中研究指明随着电力工业的不断发展，发电机组的容量越来越大，对发电机保护的性能提出了更高的要求。继电保护的理论基础是建立在对故障规律的清楚认识上的，进一步提高大型发电机组保护的性能就需要深入、广泛地了解发电机内部故障的规律。在深刻认识发电机内部故障的条件下，根据故障特征提出、改进发电机保护原理，丰富和完善发电机保护理论。基于以上认识，本课题首先对发电机定子绕组内部故障暂态过程进行了深入研究，建立了同步发电机内部故障暂态计算数学模型，并在一台模拟凸极同步发电机上进行了试验对比，结果证明了故障暂态计算数学模型的正确性。在对发电机定子绕组内部故障暂态过程进行深入分析的基础上提出了一种新的基于相关度的发电机采样值纵差保护原理，在故障分量负序方向保护原理的基础上提出了一个新的故障分量功率方向元件，本文最后介绍了基于发电机内部故障暂态仿真程序的发电机保护数字测试系统的方案。课题具体内容如下：基于多回路分析的思想，应用通用支路电压矩阵方程来统一表示发电机内部定子、转子回路及外部各元件，建立了同步发电机故障暂态过程计算数学模型。同时建立了与系统并列运行的发变组故障暂态仿真模型，为研究发电机变压器组保护提供了一种有效的数字仿真手段。根据以上数学模型完成了包括同步发电机定子绕组内部故障参数计算、暂态过程方程求解的同步发电机故障暂态计算软件包，实现了发电机内部故障的暂态全过程数字仿真。在一台实际模拟凸极同步发电机上进行了外部故障、空载内部短路和带电阻负载内部短路试验，与暂态仿真程序的计算结果进行了对比，验证了基于上述方法的同步发电机定子绕组内部故障暂态计算的正确性。应用同步发电机故障暂态仿真程序分析了定子和转子回路的电阻对发电机故障暂态过程的影响，结果表明为了准确进行发电机内部故障暂态过程计算，应该全面考虑影响的各种因素，准确求取定子和转子回路的电阻。利用暂态仿真程序对凸极同步发电机主保护在各种定子绕组内部故障暂态过程中的灵敏度进行了研究，结果表明对于没有制动量的保护来说，灵敏度得到了提高，但对于有制动量的保护，由于制动量在暂态过程中也增大，因而其灵敏度需要进行具体计算分析。对大型隐极汽轮同步发电机定子绕组内部故障进行了研究，并讨论了两种汽轮发电机内部故障主保护，即纵向基波零序过电压和故障分量负序方向保护在故障暂态过程中的表现。提出了一种新的基于相关度的发电机采样值差动保护原理，研究了各种因素对相关度的影响。基于相关度的采样值差动保护动作速度快、可靠性高，不<WP=5>受频率偏移的影响，并且可以防止在电流互感器饱和情况下差动保护的误动。该方法实现简单、具有较好的实用价值。提出了一种故障分量叁相功率方向的元件，理论分析和仿真试验证明了这种方向元件能够可靠地在各种故障情况下正确地识别故障性质，并结合故障分量叁相功率方向元件讨论了几种辅助元件。提出了基于离线电力系统暂态仿真程序的继电保护测试系统，并研究了可以用于发电机保护测试的数字发电机保护试验系统的方案。基于离线电力系统暂态仿真程序的发电机保护试验系统具有硬件简单、功能强大的优点，并可以满足动模测试的要求。
王凯龙[9]2014年在《含大面积光伏电源的配电网保护策略研究》文中指出随着全球能源危机和环境污染越来越受到人们的重视,光伏发电以及其他可再生能源发电技术得到了快速兴起,这也是世界范围内发展可持续能源战略的必然趋势。大量分布式光伏电源接入配电网后给配电网尤其是继电保护带来了不可忽视的影响。研究改进配电网继电保护以适应大面积分布式光伏电源的接入,对配电网安全可靠运行具有十分重要的意义。本文主要针对大量光伏电源接入配电网后带来的继电保护问题进行探索研究。与旋转发电设备不同,光伏发电系统采用大量电力电子器件,其故障电流特性等也有很大差异。论文通过研究建立并网型光伏发电系统的仿真模型,分析仿真当配电网线路发生某类型故障,光伏电源出口故障电流特征以及配电网线路故障电流分布特征。进而仿真分析大量光伏电源接入对配电网继电保护的影响。然后提出适应大量光伏电源接入的配电网保护改进方法及新型保护方案。论文主要工作如下:1)通过介绍光伏发电系统的主要组成和逆变器控制策略,然后基于PSCAD/EMTDC软件搭建了详细的并网型光伏发电系统仿真模型,经过对广泛采用的恒功率控制和恒电流控制两种模式下控制特性分析,仿真了配电网不同类型故障下光伏电源提供短路故障电流的特性。2)根据保定地区实际电网搭建110kV变电站和10kV辐射式结构馈线线路仿真模型,详细仿真分析了光伏电源接入中、低压配电网后,对站主变零序电压保护、零序电流保护、10kV馈线线路电流保护的影响。分析包括供电可靠性、保护误动和拒动、保护灵敏性变化等方面内容。3)针对大量光伏电源接入配电网后给继电保护带来影响,分别提出了对站主变的影响对策和馈线线路保护影响的改进方法或方案,重点对适用于大量光伏电源接入的配电网线路改进反时限电流保护和新型电流差动保护进行了详细阐述和仿真分析,其中电流差动保护还考虑了CT饱和等因素等,并说明了其简单、可靠且具有经济实用价值。最后还对重合闸方式的选择和时间整定问题进行了讨论分析。
杜蛟[10]2015年在《超导变压器及空芯超导变压器对继电保护的影响分析》文中研究指明本文以超导理论和继电保护理论为基础,以超导电力变压器和基于空芯超导变压器电压补偿型超导限流器为研究对象,从继电保护的整定方法出发,分析了这两种超导电力装置对继电保护的影响,并提出相应改进建议。首先具体阐述了世界各国在超导变压器和超导限流器研制方面取得的成果。结合电磁学理论,对超导电力变压器和空芯超导变压器的原理进行分析。结合超导电力变压器的结构特点,分析了超导电力变压器的优势。其次在有限元分析法基础上,通过有限元软件Ansys仿真,对超导电力变压器模型的参数进行分析计算。计算的参数包括超导电力变压器的绕组漏电感、超导变压器铁芯饱和特性曲线和超导变压器励磁阻抗。同时用有限元法仿真了超导变压器稳态运行特性,验证了超导变压器的工作原理,为超导变压器电网模型的搭建打好基础。根据计算的超导变压器各项参数可在simulink中建立超导变压器线路仿真模型,仿真超导变压器挂网运行时的不同情况,根据仿真结果分析超导变压器对继电保护的影响。重点研究了超导变压器对变压器纵差保护的影响；超导变压器对变压器零序纵差保护的影响；超导变压器对变压器过电流保护的影响；超导变压器对变压器低电压启动的过电流保护的影响；超导变压器对变压器复合电压启动的过电流保护影响；超导变压器对线路电流速断保护的影响。根据simulink仿真结果和不同保护的特点,对变压器保护提出了相应的改进建议。最后本文详细介绍了基于空芯超导变压器的电压补偿型超导限流器的工作原理,并在simulink中搭建基于空芯超导变压器的电压补偿型超导限流器模型。研究了基于空芯超导变压器的电压补偿型超导限流器在10kV中性点不直接接地系统中的运用对电流速断保护的影响,并对保护提出了相关改进建议。
参考文献：
[1]. 基于正序有功功率的变压器纵差保护的研究[D]. 梁俊滔. 合肥工业大学. 2002
[2]. 大型电力变压器快速主保护新原理及其应用问题的研究[D]. 孙鸣. 合肥工业大学. 2008
[3]. 基于功率量的电力变压器保护新原理及高速算法研究[D]. 古斌. 广西大学. 2014
[4]. 变压器励磁涌流识别方法研究[D]. 吴瑶. 湘潭大学. 2014
[5]. 引入电压量的变压器主保护新原理的研究[D]. 吴春华. 华北电力大学（北京）. 2003
[6]. 双馈风电机组故障电流谐波特性研究及其对保护影响分析[D]. 齐晓光. 重庆大学. 2014
[7]. 基于模糊逻辑理论的数字式变压器差动保护的研究[D]. 朱桂英. 东南大学. 2005
[8]. 同步发电机定子绕组内部故障暂态仿真及其应用的研究[D]. 肖仕武. 华北电力大学（北京）. 2003
[9]. 含大面积光伏电源的配电网保护策略研究[D]. 王凯龙. 华北电力大学. 2014
[10]. 超导变压器及空芯超导变压器对继电保护的影响分析[D]. 杜蛟. 昆明理工大学. 2015
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