黄金丹[1]2015年在《对变压器保护几个关键问题研究》文中研究说明首先介绍大型高压、超高电压变压器保护的重要性,然后挖掘存在在变压器保护中的关键问题,最后从原理和实践的角度给出详尽的说明和探讨。
林敏[2]2003年在《变压器保护几个关键问题研究》文中进行了进一步梳理作为电力系统重要设备之一的变压器，其主保护仍然是传统的差动保护。但是由于变压器的特殊性，决定了基于基尔霍夫电流定律的差动保护无法完全满足保护可靠性的要求。近年来变压器保护动作正确率不高，拒动、误动事件时有发生的事实说明，我们迫切需要研究新的变压器保护方法和解决一些存在的问题。人们研究了很多辅助方法，来解决差动保护拒动误动的问题。本文对现有的变压器保护方法进行了详尽分析后，指出了各种方法中存在的问题。 本文从机理上对变压器保护进行新认识，将电压量引入了变压器保护中，采用了基于序基频阻抗突变量和励磁阻抗变化的变压器保护方法。该方法能迅速有效的区分区外故障与区内故障，以及空载合闸于轻微故障的故障电流。该方法速度快，准确性高，而且不需要知道变压器结构、接线方式、漏磁等具体的变压器参数，不受调压变压器变比改变的影响，因此具有很好的鲁棒性。本文在大型电磁暂态仿真软件EMTDC的平台上进行了大量仿真，仿真结果验证了该方法的正确性。 正负序基频分量的实时快速提取，对于该方法的实际应用具有十分重要的意义。本文提出了一种基于空间矢量概念的基波正序、负序分量实时提取新方法。仿真证明，该方法能够迅速准确的提取基频分量，并且具有能够克服系统频率偏移影响的优点。 电流互感器(CT)饱和一直是困扰变压器保护以及其他所有保护的一个重要问题。而要研究CT饱和对保护的影响，就需要对CT特性进行精确的仿真。本文在对现有的CT数字仿真模型进行分析论证的基础上，提出了在本次研究中采用非线性时域等效电路模型进行仿真，从而保证了仿真的有效性。 本文利用小波特别适合于检测暂态、突变信号的特点，将其应用于CT饱和区间的判断。准确判断CT进出饱和的时间，从而实现在CT线性区开放差动保护，在非线性区闭锁，确保保护动作的正确性。本文在对一次侧故障电流波形以及经CT传变后电流波形的精确仿真基础上，用db10小波分别对CT传变后的电流波形以及经理想CT传变的二次侧电流进行处理，其结果验证了小波变换的方法能准确有效的检测出CT进出饱和的时刻。另外，一次侧故障或者负荷的波动，也有可能引起电流波形中出现突变点。如何将一次侧电流突变与CT饱和引起的奇异点区分开来，是一个在现有文献中未曾研究的问题，本文在分析了一次侧突变引起的电摘要流突变与CT饱产生的突变信号奇异性不同的特点，提出了一种简单且行之有效的CT饱和与一次侧电流突变的区别方法。
代莹[3]2006年在《发电机变压器保护原理分析及整定计算软件开发研究》文中指出经过半个多世纪的努力,我国线路保护在理论、装置制造和运行管理等方面都有了较高水平,但是元件保护却不尽如人意,其研究、运行以及管理都与线路保护有较大差距。随着叁峡左岸发电机的并网发电和一批大型或特大型水电站的开工建设,发电机组单机容量朝着越来越大的趋势发展,300MW及以上的大型发电机组已成为我国系统的主力设备。这些大型设备在各个基层厂站中能否可靠稳定地运行,对整个电站乃至系统的安全稳定性具有非常重要的影响。因此,如何在熟悉保护原理的基础上对大型发电机变压器进行合理的保护配置和正确的整定计算以及提高元件保护的运行水平已成为一个十分重要的课题。本文首先对发电机变压器的保护原理进行了归纳,展望了新形势下元件保护的发展方向。在讨论变压器保护时对《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》中有关保护的整定计算原则提出了不同意见。接着对典型发电机变压器的保护配置进行了分析。分析基于南瑞继保公司生产的RCS-985中300MW发电机变压器组单元接线时的保护配置以及125MW机组的保护配置而展开,接着对大型发电机变压器保护配置原则、保护配置方案的有关问题以及发电机主保护配置方案的优化设计过程进行了讨论,得出了一些有益的结论。在此基础上,开发了发电机变压器保护装置自定义整定计算软件。该软件基于最大化用户自主权利的指导思想,采取自定义整定计算原则的方式来解决软件通用性和扩充性问题,能够较好地满足工程实践的实际需求。最后以河南沁北电厂沁1#机所配备的发电机保护装置RCS-985R/S中第一套装置RCS-985R为例,来说明保护装置整定过程的程序实现。算例验证了软件计算的正确性并就此分析了整定计算软件的经济效益。
马静[4]2007年在《变压器主保护新原理和新算法的研究》文中提出近年来,随着超高压大容量电力变压器不断投入运行,现场对变压器主保护的可靠性、快速性和灵敏性提出了更高的要求,完善变压器差动保护和提出新型主保护原理势在必行。论文主要针对目前变压器主保护中尚未很好解决的一些关键问题展开工作,提出了相应的解决措施。论文研究的主要内容和成果有:(1)首次提出了基于数学形态学提取暂态量的励磁涌流识别新方法,该方法分别从奇异点信息和能量谱特征的角度出发设计了两种方案。仿真和动模实验结果均表明:该方法能够正确区分变压器励磁涌流和内部故障电流,计算量小;不受对称性涌流和非周期分量的影响;在性能上明显优于二次谐波制动原理和波形比较原理。(2)首次提出了利用网格分形技术鉴别励磁涌流的新方法,该方法分别从时域和频域出发设计了两种方案:时域法动作速度快,而频域法灵敏度高,两者相结合,不仅能有效地区分励磁涌流和故障电流,而且在性能上超越了二次谐波制动原理和波形比较原理。此外,新原理还采用了标准化的方法,使其在定值的选取上更具有通用性。(3)首次提出了基于网格分形和自适应广义形态滤波技术识别TA饱和的新方法。该方法实现了在TA严重饱和情况下,对差动保护区内和区外故障的准确识别;解决了在“小时差”情况下,传统的“时差法”无法判别的难题。该方法特征明显,易于实现,动模实验数据验证了它的有效性和可行性。(4)首次提出了基于广义瞬时功率的新型变压器保护原理。利用正常情况下变压器的模型和回路方程,得到了仅含漏电感和绕组电阻的二端网络,从分析输入端口的广义瞬时功率出发,彻底摆脱了变压器铁损和铜损带来的不利影响,进一步揭示了变压器出现励磁涌流状态与发生内部故障状态在本质上的不同。该原理计算量小,不受Y/Δ接线方式的影响,无须知道变压器的漏感参数,仿真和动模实验结果证明了该原理的正确性和可行性。(5)提出了基于等效瞬时漏电感的新型变压器保护原理。在变压器回路方程的基础上,利用电压、电流的差分形式计算变压器等效瞬时漏电感,并通过各漏感之间的差异构成判据。该判据不受励磁涌流的影响,而且避开了变压器难以取得的内部参数,实施简单,物理意义明确,动模实验验证了该原理的正确性和有效性。
邓辉[5]2012年在《特高压直流输电换流变压器保护及充电试验研究》文中研究指明我国发电资源分布和用电需求极不平衡，随着国民经济和社会的快速发展，现有的超高压电网已不能满足社会发展的需求。发展特高压输电技术，特别是特高压直流输电技术，不仅是解决超远距离、超大规模、低损耗送电和跨区互联的一个重要手段，也是验证特高压输电技术和考核特高压设备的重要途径，必将推动电力布局从就地平衡向全国乃至更大范围统筹平衡转变，从根本转变我国电力发展方式。本文结合作者参加的国家重点工程——向家坝-上海特高压直流输电工程，围绕换流变电站的构成与功能、换流变压器的结构特点及其继电保护技术和换流变压器的充电试验技术等方面展开研究，对特高压直流输电技术的一些实际工程应用问题进行了较系统的探索。论文系统地综述了特高压直流输电的发展历史及在我国的应用现状，阐述了特高压直流输电的主要特点及其技术经济优势。系统地介绍了换流变电站的结构型式和功能，并从套管、有载分接开关、OLTC油流保护继电器、气体继电器、压力释放阀五个方面重点分析了换流变压器的基本结构。作为换流站的重要一次设备，换流变压器在安装、试验、运行条件等很多方面与常规电力变压器有很大不同。本文从绝缘结构、短路阻抗、谐波特性、有载调压和试验项目等方面系统地分析了换流变压器不同于常规电力变压器的结构特点和运行特性，总结了现场试验中必须注意的关键问题。换流变压器的投资在换流站中占很大比例，其可靠安全运行是直流输电系统可靠安全运行的基础。因此给换流变压器提供完善的保护功能对直流输电系统的安全稳定可靠运行显得尤为重要。论文通过与普通变压器保护的系统比较，分析了换流变压器保护范围及配置原则，简要介绍了换流变压器的保护要求和保护配置方案，分析阐述了换流变压器电量保护的工作原理；重点分析了换流变压器主保护和后备保护的工作原理及调试方法。论文还介绍了换流变压器非电量保护的配置方案及现场调试方法，总结了现场调试中发现的问题，并在理论分析的基础上提出了解决方案；对换流站整个直流区域保护控制系统的构成特点及直流保护配置进行了说明。论文从换流变电站充电试验的重要性出发，简述了充电试验的目的及其规程要求。结合作者参加的实际工程建设项目，介绍了换流变压器充电试验的原则方法和基本步骤；结合复龙换流站实际工程的系统调试工作，系统地总结和分析了充电试验中发现的实际问题，提出了解决问题的基本方法和建议措施；同时本文还系统地阐述了充电试验空载投入另一极换流变压器时所产生的励磁涌流的特性及其对直流输电系统可能造成的影响。本文以电力系统继电保护和高电压试验理论为指导，紧密结合工程实际开展应用研究，其对换流变压器保护调试和充电试验中所出现的相关问题之理论分析、解决方案和建议措施，均经受了现场应用检验，对相关实际工程的同类问题具有一定的参考价值。
马丰华[6]2007年在《电力变压器励磁涌流分析若干问题研究》文中研究表明本文对电力变压器保护励磁涌流问题进行了深入的研究，提出了一种励磁涌流研究中计算磁化曲线的新方法，并给出了新型变压器保护原理中需要的漏电感、励磁电感参数的计算方法。由于电力系统对安全性的要求，原理简单、灵敏度比较高的差动保护仍然是变压器保护中应用最为广泛的方法。励磁涌流问题是影响变压器差动保护性能的重要因素。文章在综述了励磁涌流的产生机理后，对励磁涌流的各种识别方法进行了分析比较，并指出了其缺陷。励磁涌流识别需要变压器基本磁化曲线参数，磁化曲线的设定会直接影响到涌流和谐波计算。本文从考虑铁芯损耗的空载单相变压器模型出发，提出了直接利用变压器励磁磁链与磁化电流关系来分段线性化计算基本磁化曲线的全新方法。该方法充分利用变压器励磁电压电流关系和空载实验的各种已知数据，可以根据需要调节计算精度。根据电力变压器铁心磁导率在励磁涌流与内部故障时会有不同，应用等效瞬时电感的概念可以判别变压器励磁涌流；根据变压器内部故障时漏电感会发生明显的变化这一特性，近年有等值参数法和变压器回路方程法等不同于差动保护原理的保护方法出现。这些新型的变压器保护方法都需要计算相关的电感参数。为此，本文总结提出了变压器漏电感和等效瞬时电感的计算方法。本文主体部分为四章。第二章介绍了励磁涌流产生机理和各种涌流识别方法；第叁章提出了一种改进的磁化曲线的计算方法；第四章描述了计算漏电感和励磁电感的方法；第五章对现在变压器保护方法进行了反思，并展望了变压器保护未来的发展方向。各章都有严谨的推理和相应的仿真验证，以不同的视角对变压器保护进行了研究。
李强[7]2012年在《基于电子式电流互感器的变压器差动保护研究》文中进行了进一步梳理智能变电站的特点是“一次设备智能化,二次设备网络化,设备对象模型化”。它采用电子式互感器代替了电磁式互感器,采用光缆通信取代了电缆通信。在目前的智能变电站中,变压器差动保护依然采用传统的动作判据和特性设定,没有充分发挥电子式互感器(ECT)所具有的优势。因此有必要对传统差动保护判据进行改进。本文的主要工作如下：根据电子式电流互感器在传变特性上的优点并结合传统差动保护的整定原则,提出了降低传统变压器差动保护最小动作电流和制动曲线斜率的改进思想；针对比率制动特性中的最小门槛电流、拐点电流及制动斜率叁个关键参数,详细阐述了具体整定方法。此外,提出了一个有电子式互感器性质的变压器比率制动差动辅助判据。利用PSCAD搭建了变压器区内外故障仿真模型,并建立了ECT模型。通过对变压器区内、外不同类型故障的仿真验证了改进思想和整定方法的正确性。理论分析和仿真结果均表明,改进后的判据在保证可靠性的前提下提高了差动保护的灵敏度,并在一定程度上解决了匝间保护灵敏度问题,辅助判据进一步提高了差动保护的灵敏性。根据IEC61850标准,对变压器保护装置进行了初步建模。将变压器保护装置的任一功能定义为一个逻辑节点。根据逻辑节点的具体的功能和实现算法进行逻辑节点的建模,并将相关的逻辑节点映射到相应的逻辑设备,建立了完整的信息模型。根据定义的ACSI确定了变压器保护的服务模型,并简要介绍了模型的映射实现。
李彦丽[8]2007年在《基于DSP的变压器差动保护装置的研究》文中提出随着我国电力工业的迅速发展,在现代电力系统中,变压器保护装置能否准确、及时、可靠的动作是保证电网安全运行的关键因素之一。因此,必须根据变压器的容量和重要程度以及可能发生的各种类型的故障和不正常工作的情况,而装设性能良好、工作可靠的继电保护装置。微机继电保护装置因其软件设计的灵活性可实现各种故障的判断,得到普遍应用。本文首先论述了国内外变压器保护系统发展现状及存在的问题,其次对变压器保护原理的几个关键问题包括励磁涌流、不平衡电流、差动保护等进行了深入的研究,同时对微机保护系统中常用的算法进行了深入的研究,为本文的设计提供了理论依据。本文在总结了变压器微机保护原理应用基础上,设计了一个基于DSP的变压器微机差动保护装置。DSP拥有快速的指令周期以及地址、数据总线分离等适合快速数字信号处理的优点。除此之外,它有着丰富的硬件资源、强大的功能、先进的开发环境及开发平台,能够极大地提高保护产品的性能。因此,为了满足实时监测及处理故障的要求,本文设计中采用了具有快速处理能力的DSP芯片TMS320VC33作为核心,提出了集测量、保护、控制、通信等功能于一体的变压器差动保护装置设计方案。
丁丽娜[9]2005年在《高速铁路供电系统保护配置》文中进行了进一步梳理高速铁路在世界上已经有了40年的历史,但在中国还处在筹划阶段,在不久的将来势必会出现中国的高速铁路。2002年试验最高时速321.8km/h的秦沈客运专线的竣工为正在准备修建的运行时速300km/h以上的的京沪高速铁路打下了良好的基础。安全是铁路运输永恒的话题,牵引供电系统的安全可靠运行是保证列车安全运行的前提,在保证牵引供电系统安全可靠地向列车供电方面,供电系统的保护发挥了极其重要的作用。高速铁路与常规铁路相比其速度高,功率大,而且要采用交-直-交电力机车,这些特点无疑为供电系统的保护提出了新的要求,为保证供电系统的安全,在技术上要上一个大的台阶。从常速铁路的经验可以发现,由于我国工艺水平,管理水平等方面的原因,牵引网、牵引变压器的故障率较国外要高得多,牵引供电系统保护的拒动、误动时有发生。本文着重分析高速铁路供电系统的特点在保护问题上带来的新要求,出现的难题,力求对高速铁路牵引供电系统馈线、变压器保护进行研究,同时完善现有牵引供电系统保护原理和功能,并在此基础上从保护的基本要求(选择性、灵敏性、速动性、可靠性)出发,选定适应于高速铁路牵引供电系统的的保护配置方案。 本文首先简单地介绍了高速铁路牵引供电系统的组成和运行原理,并对交-直-交电力机车用Matlab/Simulink进行仿真。针对高速铁路的运行特点,详细分析了采用交-直电力机车及交-直-交电力机车线路馈线保护的拒动和误动机理,特别是针对交—直—交电力机车在再生制动工况下对保护装置的影响进行理论分析。并对于不同的线路,分析了馈线保护的主保护距离保护的动作特性,同时提出馈线保护的配置方案。 其次,本文对牵引变压器的保护方法进行了介绍,指出目前主保护差动保护的关键问题是区分励磁涌流和内部故障。随后,对单相变压器在空载合闸时产生的励磁涌流进行仿真分析,对励磁涌流和内部故障电流进行区分。并分析了基于磁通特性原理的变压器保护的特点和不足,在此基础上采用基于磁通特性原理的电压电流微分比方法来区分涌流和内部故障。并通过对单相变压器的仿真验证了其正确性。同时对变压器保护进行整体配置。 最后,本文针对馈线保护和变压器保护的配合问题进行了一定的探讨。
鲁俊生[10]2016年在《交直流深度耦合下变压器差动类保护动作性能分析及新原理研究》文中提出如何保障和提升变压器保护在各种复杂运行工况和故障场景下的正确动作率是主设备保护领域不多的尚未得到理想解决的问题之一。相比于常规变压器,应用于高压直流输电和特高压直流输电的换流变压器(换流变)地处交直流交汇的中枢且其运行方式特殊,其保护面临的问题则更为复杂。随着特高压直流输电技术的发展和应用,特高压换流站交直流场接线方式存在差异,电磁环境更加复杂,其故障及恢复过程对换流变保护的影响将更为严重。然而,目前对于换流变差动类保护异常动作行为的研究,只有事故报道和较为粗浅的分析,各种特殊工况下的扰动对换流变保护性能的影响机理尚不明确,因此,透彻研究各种复杂暂态扰动下,换流变保护异常动作的场景和机理,寻求扰动及故障电气量的变化特征及规律,并由此针对性地提出解决方案,对于提升换流变保护正确动作率,从而进一步提升变压器保护整体正确动作率,显得尤为重要。据此,本文主要围绕换流变经历各类故障和扰动过程引起的差动类保护异常动作的机理及相应的保护对策展开研究。在交直流深度耦合场景加剧复杂涌流对变压器差动类保护的影响研究方面,为深入分析实际工程中的交直流接线拓扑及控制逻辑对涌流发展及传递作用的影响,本文基于天广直流工程和云广直流工程的实际参数,以及各个交直流控制环节实际策略与逻辑,建立较完备的实际超高压交直流系统和特高压交直流系统仿真模型,此项工作可为后续针对各类型涌流特征和故障特征的研究奠定基础；为揭示传统换流变小差保护在某些合闸工况和故障工况下误动和误制动的机理,本文基于上述建立的仿真模型,仿真分析换流变特殊励磁涌流及故障电流的暂态特征,并分析二次谐波制动判据在上述场景下的局限性,此项工作可为换流变小差保护不明原因异常动作行为的研究提供机理分析方面参考；为研究故障切除所致的恢复性涌流对传统零序比例差动保护的影响,本文基于数理方程和电磁暂态模型,从解析分析和时域仿真两个角度定量阐述同母换流变故障及切除后涌流的产生原因及严重程度,并建立涌流引起的TA偏磁累积效应与零差保护误动之间的关联关系,此项工作可为揭示TA偏磁累积效应可能导致零差保护存在潜在误动风险的机理研究提供可借鉴的思路；为揭示和应涌流对导致特高压换流站大差保护误动的根本原因,本文基于上述仿真模型分析特高压换流变空投时对称性涌流的产生过程和变化特点,阐明二次谐波制动判据失去闭锁能力造成特高压换流变大差保护误动的机理,此项工作可为提升当前和未来特高压换流站大差保护的动作可靠性提供分析手段。在提升变压器差动类保护动作性能的关键技术研究方面,为提升基于时差法判据的变压器纵差保护的动作安全性,本文提出基于改进半波傅里叶前置滤波的优化时差法判据,结合二次谐波制动判据以及基本的比例制动判据,形成变压器主保护改进综合方案,并将其应用于常规高压变压器及超高压换流变,此项工作可为有效提升各类高压／超高压变压器纵差保护在各类复杂故障、扰动和特殊工况的动作可靠性提供新的手段；为规避不含附加制动判据的传统零差保护在外部故障切除所致恢复性涌流下的潜在误动风险,本文提出在传统零差保护判据中增设基于标准化Hausdorff图形相似度匹配算法的波形匹配附加制动判据,能够在不牺牲传统零差保护性能的前提下有效避免故障切除涌流引入的误动风险,此项工作可为提升变压器零差保护的动作性能提供全新的技术方法；为了提升特高压换流站大差保护的涌流耐受能力,本文构造应用于特高压换流变大差保护的Hausdorff距离算法附加制动新判据,以识别特高压换流变的励磁涌流(包括对称性涌流)和故障差流(包括故障电流迭加励磁涌流),此项工作可为提升特高压变压器大差保护的动作性能提供优化的技术解决方案。
参考文献：
[1]. 对变压器保护几个关键问题研究[J]. 黄金丹. 科技视界. 2015
[2]. 变压器保护几个关键问题研究[D]. 林敏. 昆明理工大学. 2003
[3]. 发电机变压器保护原理分析及整定计算软件开发研究[D]. 代莹. 华中科技大学. 2006
[4]. 变压器主保护新原理和新算法的研究[D]. 马静. 华北电力大学（河北）. 2007
[5]. 特高压直流输电换流变压器保护及充电试验研究[D]. 邓辉. 湖南大学. 2012
[6]. 电力变压器励磁涌流分析若干问题研究[D]. 马丰华. 浙江大学. 2007
[7]. 基于电子式电流互感器的变压器差动保护研究[D]. 李强. 山东大学. 2012
[8]. 基于DSP的变压器差动保护装置的研究[D]. 李彦丽. 河北工业大学. 2007
[9]. 高速铁路供电系统保护配置[D]. 丁丽娜. 西南交通大学. 2005
[10]. 交直流深度耦合下变压器差动类保护动作性能分析及新原理研究[D]. 鲁俊生. 华中科技大学. 2016
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