变压器新型主保护原理的研究
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摘要
变压器主保护选择差动在原理上存在不足，带来的问题就是如何准确鉴别励磁涌流与内部故障，这也是目前变压器保护的难点。
本文分析了现有的励磁涌流识别判据，认为，在基于电流波形的判据中，改进型波形相关法的性能最优；指出了基于磁通特性、励磁电感的判据存在的不足，针对“等效瞬时电感变化量方法”的局限性，提出了改进的措施。同时，提出了“基于等效瞬时电感分布特性识别励磁涌流的新方法”。为克服差动原理的先天不足，提出了“基于改进型序阻抗原理的变压器保护方案”。
为了分析和验证理论研究的成果，用VC++集成开发环境开发了可以模拟硬件装置的软件测试平台，为微机保护的理论研究和装置开发提供了一种方便快捷的工具。
How to discriminate between internal fault and magnetizing inrush current is the difficulty of transformer protection when apply differential relay.
The exiting criterions to discriminate between internal fault and magnetizing inrush current were analyzed and the conclusion is: the performance of improved correlation algorithm is superior to the others in criterions based on wave-form. A new scheme named “new method to discriminate between internal fault and magnetizing inrush based on distribution of equivalent instantaneous inductance” is put forward in order to compensate the disadvantage of “method based on the change of equivalent instantaneous inductance”. In order to overcome the innate shortage, “Transformer protective scheme based on the improved sequence impedance algorithm” is bring forward in this paper.
The software test platform which can simulate hardware relay device is developed based on the VC++ IDE for the sake of analysis and validation of new scheme.
本文分析了现有的励磁涌流识别判据，认为，在基于电流波形的判据中，改进型波形相关法的性能最优；指出了基于磁通特性、励磁电感的判据存在的不足，针对“等效瞬时电感变化量方法”的局限性，提出了改进的措施。同时，提出了“基于等效瞬时电感分布特性识别励磁涌流的新方法”。为克服差动原理的先天不足，提出了“基于改进型序阻抗原理的变压器保护方案”。
为了分析和验证理论研究的成果，用VC++集成开发环境开发了可以模拟硬件装置的软件测试平台，为微机保护的理论研究和装置开发提供了一种方便快捷的工具。
How to discriminate between internal fault and magnetizing inrush current is the difficulty of transformer protection when apply differential relay.
The exiting criterions to discriminate between internal fault and magnetizing inrush current were analyzed and the conclusion is: the performance of improved correlation algorithm is superior to the others in criterions based on wave-form. A new scheme named “new method to discriminate between internal fault and magnetizing inrush based on distribution of equivalent instantaneous inductance” is put forward in order to compensate the disadvantage of “method based on the change of equivalent instantaneous inductance”. In order to overcome the innate shortage, “Transformer protective scheme based on the improved sequence impedance algorithm” is bring forward in this paper.
The software test platform which can simulate hardware relay device is developed based on the VC++ IDE for the sake of analysis and validation of new scheme.
引文
[1] 2002年全国电网继电保护与安全自动装置运行情况统计分析，国家电力调度通信中心，2003年7月
[2] 王维俭，变压器保护运行不良的反思，《电力自动化设备》，Vol.21, No.10, Oct.2001, pp.1-3.
[3] 邱文征，陈德树. 两种励磁涌流二次谐波制动判据的比较 .电力系统自动化设备，1998.(3):8-12.
[4] 王祖光，间断角原理的变压器差动保护，电力系统自动化，1979 年3 月第1 期,
pp.18-30.
[5] 孙志杰，陈云仑. 波形对称原理的变压器差动保护. 电力系统自动化，1996，20
（4）: 42-46.
[6] 李贵存，刘万顺，刘建飞，滕林，刘勇. 用波形拟合法识别变压器励磁涌流和短
路电流的新原理. 电力系统自动化，2001，25（14）：15-18.
[7] 何奔腾，徐习东. 波形比较法变压器差动保护原理. 电机工程学报 1998，11，第18卷，第6期
[8] 基于等效瞬时电感判别变压器的内部故障与励磁涌流
葛宝明 清华大学博士后研究报告 2002年4月
[9] 利用变压器的非线性模型检测变压器绕组故障. （加拿大）T.S.Sidhu 等
[10] A.G. Phadke, J.S. Thorp. A new computer-based flux-restrained current-differentialrelay for power transformer protection . IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, 1983, 102(11): 3624-3629.
[11] 《深入浅出MFC》第二版 候俊杰
[12] 《VC++ 技术内幕》 David J. Kruglinski
[13] 《CST 200B 系列数字式变压器保护装置 技术说明书》 北京四方继保自动化有限公司
[14] 继电保护相关技术及新原理的研究－若干问题的探讨及基于现代信号处理技术的保护新方案。 林湘宁 博士后论文
[15] RCS－978变压器成套保护装置. 陈松林,李海英,乔勇,郑玉平,沈国荣
[16] 一种识别变压器励磁涌流的新方法. 徐岩，王增平，杨奇逊
[17] 基于励磁阻抗变化的变压器励磁涌流判别方法 宗洪良 金华烽 朱振飞 张绍纯 电机工程学报 第21卷第7期2001年7月
[18] T.S. Sidhu, A Power Transformer Protection Technique with Stability During Current Transformer Saturation and Ratio-Mismatch Conditions, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol.14,No.3, July,1999.（P798~804）
[19] 李永丽，梅云，刘长胜，贺家李(Zong Hongliang, Jin Huafeng, Zhu Zhenfei,Zhang
Shaocun) 一种基于序功率方向的变压器保护方案(A Protective Scheme For Power Transformers Based On Sequence Power Directions)，电力系统自动化(Automation of Electric Power Systerms)，2002年2月
[20] WBZ-1201等六种型号变压器差动保护装置动模试验报告，北京电力科学研究院系统所，1997年12月
[21] 焦邵华 刘万顺 区分变压器励磁涌流和内部短路的积分型波形对称原理.
[22] 朱声石.变压器轻微匝间故障的保护(Transformer protection for low percentage inter turn faults ).电力自动化设备,1999,19(1):23 27.
[2] 王维俭，变压器保护运行不良的反思，《电力自动化设备》，Vol.21, No.10, Oct.2001, pp.1-3.
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（4）: 42-46.
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路电流的新原理. 电力系统自动化，2001，25（14）：15-18.
[7] 何奔腾，徐习东. 波形比较法变压器差动保护原理. 电机工程学报 1998，11，第18卷，第6期
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葛宝明 清华大学博士后研究报告 2002年4月
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[16] 一种识别变压器励磁涌流的新方法. 徐岩，王增平，杨奇逊
[17] 基于励磁阻抗变化的变压器励磁涌流判别方法 宗洪良 金华烽 朱振飞 张绍纯 电机工程学报 第21卷第7期2001年7月
[18] T.S. Sidhu, A Power Transformer Protection Technique with Stability During Current Transformer Saturation and Ratio-Mismatch Conditions, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol.14,No.3, July,1999.（P798~804）
[19] 李永丽，梅云，刘长胜，贺家李(Zong Hongliang, Jin Huafeng, Zhu Zhenfei,Zhang
Shaocun) 一种基于序功率方向的变压器保护方案(A Protective Scheme For Power Transformers Based On Sequence Power Directions)，电力系统自动化(Automation of Electric Power Systerms)，2002年2月
[20] WBZ-1201等六种型号变压器差动保护装置动模试验报告，北京电力科学研究院系统所，1997年12月
[21] 焦邵华 刘万顺 区分变压器励磁涌流和内部短路的积分型波形对称原理.
[22] 朱声石.变压器轻微匝间故障的保护(Transformer protection for low percentage inter turn faults ).电力自动化设备,1999,19(1):23 27.
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