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变压器保护几个关键问题研究

作　者: 林敏
导　师: 束洪春
学　校: 昆明理工大学
专　业: 水利水电工程
关键词: 变压器保护EMTDC 工频突变阻抗 CT饱和小波变换
分类号: TM40
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 430次
引　用: 2次
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-10
第1章绪论  10-22
  1.1 引言  10-11
  1.2 课题研究背景及意义  11-12
  1.3 变压器保护原理概述  12-15
    1.3.1 纵差动保护原理  12-13
    1.3.2 保护中要解决的几个关键问题  13
    1.3.3 励磁涌流的形成及特点  13-15
  1.4 变压器保护研究现状  15-18
    1.4.1 二次谐波制动原理  15-16
    1.4.2 间断角制动  16-17
    1.4.3 改进的判别法  17-18
  1.5 发展新方向与展望  18-19
    1.5.1 引入新算法  18
    1.5.2 引入电压量  18-19
    1.5.3 展望  19
  1.6 本文的主要工作  19-22
第2章励磁涌流的仿真与判别  22-32
  2.1 引言  22
  2.2 PSCAD／EMTDC电磁暂态仿真软件  22-23
  2.3 仿真模型  23-25
  2.4 判别方法  25-27
  2.5 仿真结果  27-30
  2.6 本章小节  30-32
第3章基于阻抗增量的保护新算法  32-48
  3.1 引言  32
  3.2 变压器故障序网图  32-35
    3.2.1 区外故障  32-35
    3.2.2 区内故障  35
  3.3 区内与区外故障的判别  35-39
  3.4 EMTDC仿真与验证  39-47
    3.4.1 区内故障  43-45
    3.4.2 区外故障  45-46
    3.4.3 仿真结论  46-47
  3.5 本章小结  47-48
第4章基于空间矢量的序分量提取  48-56
  4.1 引言  48
  4.2 基本原理  48-51
  4.3 MATLAB仿真验证  51-54
  4.4 本章小结  54-56
第5章 CT饱和仿真与检测  56-70
  5.1 引言  56
  5.2 CT仿真模型的比较和选择  56-63
    5.2.1 现有电流互感器模型的比较  56-59
    5.2.2 各种模型数字仿真结果  59-62
    5.2.3 仿真结果比较  62-63
  5.3 饱和检测的小波方法  63-66
    5.3.1 饱和判断的方法  63
    5.3.2 小波变换的基本原理  63-64
    5.3.3 小波变换应用于奇异点的检测  64-65
    5.3.4 小波基的选取  65-66
  5.4 EMTDC仿真结果分析  66-69
  5.5 本章小结  69-70
第6章结论  70-72
致谢  72-74
参考文献  74-83
攻读硕士学位期间发表的论文  83

变压器保护几个关键问题研究

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