自適應數字變壓器差動保護原理與方法的研究.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和進步,大容量、超高壓大型電力變壓器不斷投入系統(tǒng)運行,對數字變壓器差動保護性能的要求也越來越高.論文在分析影響變壓器差動保護性能的幾個關鍵問題基礎上,針對性地提出了自適應數字變壓器差動保護的解決方案.主要在以下幾個方面開展了研究工作:論文在提出自適應變壓器差動保護總體框圖的基礎上,簡要的分析了電流差動保護原理在變壓器上的實現方式.論文詳細分析了單相變壓器勵磁涌流的頻譜特征,得出涌流中基波與二次諧波相位差滿足0°或1

2、80°的關系,且三相涌流中的基波與二次諧波相位差也符合一定的規(guī)律,即偏向于時間軸一側的單向勵磁涌流中基波與二次諧波相位差在0°或180°附近.提出了基于附加相位判別的自適應二次諧波涌流制動方案,該方案充分利用涌流波形中的幅值相位信息,改善了變壓器在涌流特征不明顯、傳統(tǒng)二次諧波制動不住時的不足,同時在空投變壓器內部故障時也不會誤閉鎖差動保護.論文在分析濾波器的暫態(tài)特性對數字保護的影響的基礎上,初步從理論上分析了全波傅氏算法的動態(tài)特性及其對

3、數字變壓器差動保護的影響.分析結果表明,在數字保護的設計過程中,需要考慮數字濾波器數據窗的暫態(tài)性能,同時在數據窗的暫態(tài)中就進行保護判別并不可靠.論文推導了基于解矩陣方程的短數據窗正交濾波器組的統(tǒng)一設計方法,該方法可按要求濾除任意整次或非整次諧波,并能保證余弦和正弦濾波器幅頻特性一致,可作為基于暫態(tài)指示器的自適應變數據窗變壓器差動保護中的基本單元算法;同時研究了濾波器幅頻特性與數據窗暫態(tài)性能之間的關系,并提出考慮數據窗暫態(tài)性能的一般設計原

4、則,實際動模數據的仿真測試結果驗證了所提方法的正確性和可行性.論文詳細分析了外部故障電流下的TA(電流互感器)暫態(tài)飽和模型,提出了基于暫態(tài)指示器的自適應差動保護方案,通過暫態(tài)指示器,自適應地調整數字濾波算法,該方案能提高差動保護防外部故障TA暫態(tài)飽和與勵磁涌流誤動的能力.目前對外部故障切除過程中的TA局部暫態(tài)飽和沒有引起足夠的重視,論文研究發(fā)現外部故障切除過程的TA局部暫態(tài)飽和主要和TA在大剩磁、小工頻負荷電流傳變性質有關.提出了基于外

5、部故障切除檢測的自適應磁制動、反時限電流差動保護方案,該方案能有效的防止外部故障切除過程中因TA局部暫態(tài)飽和引起的差動保護誤動.論文提出了一種基于快速原型的自適應變壓器差動保護仿真開發(fā)技術,并構建了自適應數字差動保護動態(tài)仿真測試與快速原型開發(fā)的實例,在配備A/D和數字出口回路后,將能構成一套實用的自適應數字變壓器差動保護裝置.論文最后對自適應差動保護的應用提出了展望,并提出了將來需改進和提高的研究方向,進一步為自適應數字變壓器差動保護原