论文题目: 新型抗TA饱和变压器差动保护研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 电力系统及其自动化
作者: 刘中平
导师: 陆于平
关键词: 变压器差动保护,励磁涌流,饱和
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 电力变压器广泛应用在电力系统的输电和配电环节,是电力系统的重要设备,变压器的主保护采用电流差动保护原理。目前困扰变压器差动保护的主要问题是空载合闸和外部故障等扰动引起保护误动,此时变压器和电流互感器(TA)都伴随着复杂的电磁暂态过程,难以进行完整的动模试验分析。随着电力系统的发展,短路容量日益增大,系统时间常数也不断增长,使得TA饱和问题也更加突出。本文围绕变压器励磁涌流和TA饱和这两个问题而展开工作,一方面,建立了变压器经历外部故障扰动和故障被切除的数字仿真模型,两台相邻的并联或串联变压器空载合闸时出现和应涌流的数字仿真模型,详细分析了恢复性涌流与和应涌流的产生原因、波形特征以及对差动保护的影响;另一方面,建立了电流互感器的数字仿真模型,从而完整分析了电流互感器传变穿越性故障电流和励磁涌流的暂态过程,接着分析说明了穿越性故障电流非周期分量作用下的TA暂态饱和刚开始存在线性传变区和TA饱和时每个周期存在线性传变区这两个主要特点,最后阐述了变压器两侧电流互感器暂态饱和很可能是目前变压器差动保护误动的主要原因。新型抗TA饱和变压器差动保护方案就是建立在TA暂态饱和时每个周期始终存在线性传变区的理论基础上,通过对TA传变数据取最小的线性定位方法,动作电流采用半波傅氏滤波算法计算,制动电流采用全波傅氏滤波算法计算,从而构成了比率制动差动保护的动作方程。数字仿真和动模数据验证说明该方案是差动保护躲避暂态不平衡电流的有效对策,同时该方案具有原理简单、实现方便等诸多优点,拥有良好的应用前景。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景
1.2 影响变压器差动保护正确动作的主要因素
1.2.1 变压器本身的因素
1.2.2 电流互感器的传变因素
1.2.3 数字滤波算法的因素
1.3 本论文各章节的主要内容
第二章 变压器差动保护的应用现状
2.1 引言
2.2 差动保护原理
2.2.1 比率制动原理
2.2.2 标积制动原理
2.3 数字滤波算法
2.3.1 傅氏滤波算法
2.3.2 相量法
2.4 励磁涌流识别方法
2.4.1 二次谐波制动原理
2.4.2 间断角闭锁原理
2.4.3 波形对称原理
2.4.4 磁通制动原理
2.4.5 涌流多条件制动判据
2.5 检测TA饱和方法
2.5.1 计算谐波比检测TA饱和
2.5.2 时差法检测TA饱和
2.5.3 异步法检测TA饱和
2.6 本章小节
第三章 变压器外部故障切除后恢复性涌流的研究
3.1 引言
3.2 变压器经历外部故障扰动的暂态过程分析
3.3.1 变压器的暂态数学模型
3.3.2 变压器正常运行
3.3.3 变压器外部发生故障
3.3.4 变压器外部故障被切除
3.3.5 负荷电流的影响
3.3.6 变压器铁芯磁化特性曲线
3.3 数字仿真及动模数据验证
3.3.1 数字仿真框图
3.3.2 仿真数据
3.3.3 动模数据
3.3.4 变压器恢复性涌流对差动保护的影响
3.4 本章小结
第四章 相邻的并联或串联变压器和应涌流的研究
4.1 引言
4.2 单台变压器励磁涌流分析
4.3 和应涌流分析
4.3.1 并联变压器励磁涌流分析
4.3.2 串联变压器励磁涌流分析
4.4 和应涌流的数字仿真
4.4.1 和应涌流仿真框图
4.4.2 和应涌流仿真数据
4.5 本章小节
第五章 电流互感器饱和特性的数字仿真分析
5.1 引言
5.2 电流互感器饱和分析
5.2.1 电流互感器的数学模型
5.2.2 电流互感器的饱和过程
5.2.3 电流互感器的误差
5.2.4 电流互感器的暂态传变分析
5.2.5 引起电流互感器的暂态饱和因素
5.3 电流互感器饱和特性的数字仿真说明
5.3.1 TA磁化特性曲线模型
5.3.2 TA稳态饱和仿真
5.3.3 穿越性故障电流引起的TA暂态饱和仿真
5.3.4 变压器励磁涌流引起的TA暂态饱和仿真
5.4 电流互感器饱和对变压器差动保护的影响
5.5 本章小节
第六章 新型抗TA饱和变压器差动保护方案
6.1 引言
6.2 线性方案的原理和实现
6.2.1 数据窗的选择
6.2.2 线性数据的定位
6.2.3 线性方案的实现
6.2.4 线性方案的特点
6.3 线性方案的动作性能
6.3.1 差动保护区外故障和外部故障被切除
6.3.2 差动保护区内故障
6.3.3 差动保护区外故障转区内故障
6.4 线性方案的深入探讨
6.4.1 线性数据定位的改进
6.4.2 TA深度饱和
6.5 新型抗TA饱和变压器差动保护
6.5.1 启动元件
6.5.2 励磁涌流闭锁判据
6.5.3 差动保护
6.5.4 新型抗TA饱和变压器差动保护逻辑框图
6.6 本章小节
第七章 结论与展望
致谢
参考文献
作者在读期间发表的论文清单
发布时间: 2007-06-11
参考文献
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