三种电流补偿方式在变压器差动保护中的应用分析

I摘要随着电力系统的发展，特别是现代新材料、新工艺的发展，变压器容量不断增大，对变压器保护的快速性和可靠性也提出了更高的要求。对变压器内部故障及励磁涌流进行暂态仿真，有助于分析变压器的运行状况，改进现有变压器保护的性能和发展新型的变压保护方案。论文首先综述了变压器保护的现状和发展趋势，研究了纵差保护的基本原理中不平衡电流产生的原因及消除办法，分析了励磁涌流产生的原因，对比研究了励磁涌流的鉴别方案。变压器励磁涌流是引起变压器差动保护误动作的主要因素之一，所以识别励磁涌流以及如何抑制其大小是现在研究变压器励磁涌流的关键。变压器差动保护中常用三种电流补偿方式分别为：Y→△电流相位补偿方式，△→Y电流相位补偿方式和采用相电流的补偿方式。文章对具有Y/△接线变压器差动保护中三种电流补偿方式进行了分析比较，研究了单相、两相和三相产生涌流时各种补偿方式识别励磁涌流的效果，重点分析了变压器空载合闸时的补偿情况，同时利用MATLAB仿真，对三种方式下各相差流中二次谐波含量进行了分析比较，指出相电流补偿方式识别励磁涌流的能力跟另外两种补偿方式相当。同时，分析了差流中基波和二次谐波相位差之间的变化关系，指出附加相位制动不适于在三种电流补偿方式中采用，最后提出了一种新的变压器差动保护TA配置方案来提高励磁涌流的识别能力。关键词：变压器差动保护，励磁涌流，相位补偿，二次谐波，附加相位IIABSTRACTWiththedevelopmentofpowersystem,especiallywiththeevolutionofthemodernmaterial,newcraftsandthelargercapabilityofpowertransformers,therequirementfortransformersprotectionbecomesmuchstricter.Studyofthefeaturesofinrushandinternalfaultsofthetransformerscanhelptoanalyzethetransformers’operationstate,toimproveexistedprotectionperformanceandtodevelopnewprotectionschemes.Thispaperfirstlysummarizesthepresentandfuturedevelopmenttrendsoftransformersprotectionandthentheprincipleoflongitudinaldifferentialprotection.Boththecauseandtheeliminationoftheunbalancedcurrentareanalyzed.Thestudyandcomparisonoftheexcitationinrushcurrentaremainlyanalyzed.Transformerinrushcurrentisoneofthemainfactorscausingdifferentialtransformermalfunctionprotection.theinrushcurrentidentificationandhowtocurbitssizeisthekeyofstudyingtransformerinrushcurrent.thethreecommonlymethodsforcurrentcompensationusedinTransformerdifferentialprotectionwere:Y→△currentphasecompensation,△→YcurrentphasecompensationandtheuseoftheCurrentPhasecompensation.ThisarticlehasanalyzedandcomparedthethreecurrentcompensationmethodsfortransformerdifferentialprotectioninY/△wiring,variouscompensationmethodstoidentifytheeffectsofinrushcurrentwithasingle-phase,atwo-phaseorathree-phaseproducinginrushcurrent,flowatthefocusofthecompensationwhentransformerairClosing,whileusingMATLABsimulation,analyzingthesecondharmonicinthecurrentdifferenceofcontentsunderthethreeways,andpointoutthatthecapacityofcurrentcompensationmethodstoidentifyinrushcurrentisequalwithtwoothercompensation.Atthesametime,thispaperanalyzestherelationsofphasedifferencechangebetweenfundamentalandthesecondharmonicthe,andpointoutthatadditionalbrakingisunfitforbeingusedinthethree-phasecurrentcompensationmethods.Intheend,anewmethodtransformerdifferentialprotectionTAConfigurationisprovedtoimprovetheidentificationinrushcurrentcapacity.IIIKEYWORDS:differentialtransformerprotection,inrushcurrent,phasecompensation,thesecondharmonic,additionalphase1目录摘要................................................................................................................IABSTRACT..........................................................................................................II第1章绪论..........................................................................................................31.1课题背景及意义.......................................................31.2变压器保护研究的现状..................................................31.3本文工作..............................................................5第2章变压器差动保护原理的介绍......................................................................72.1引言.................................................................72.2变压器差动保护的原理..................................................72.3变压器差动保护不平衡电流分析.........................................102.4变压器差动保护中不平衡电流的克服方法.................................112.5结论.................................................................13第3章三种电流补偿方式在变压器差动保护中的应用分析...............................153.1引言................................................................153.2变压器励磁涌流的介绍................................................153.3三种电流补偿方式的介绍..............................................193.4三种电流相位补偿方式的分析比较.......................................213.5差流中基波和二次谐波相位差分析......................................263.6变压器差动保护中CT配置分析.........................................283.7结论................................................................28第4章结论........................................................................................................294.1全文总结............................................................294.2需进一步研究的工作..................................................29参考文献........................................................................................................31附录.............................................................................................................332致谢.............................................................................................................343第1章绪论1.1课题背景及意义电力变压器是电力系统的重要组成元件之一，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响。同时，大型变压器造价昂贵，一旦发生故障遭到损坏，其检修难度大、时间长，会造成很大的经济损失。此外，随着超高压远距离输电线路在系统中越来越多地投入使用，大容量变压器相应地日益增多，特别是在单台容量占系统容量比例很大的情况下，故障变压器的切除，可能给系统造成很大的扰动。因此，在考虑大型变压器继电保护的总体配置时，除了保证其安全运行外，还要最大范围地缩小故障的影响，特别要防止保护装置误动作或拒绝动作。近十年来，我国220KV及以上变压器保护正确动作率一直徘徊在60%一85%之间，远低于线路保护的正确动作率(99%以上)。如下表所示：表1.11999～2003年变压器保护正确动作率统计年份19992000200120022003总计动作总次数2062012522142061079正确动作次数