區(qū)分變壓器的勵(lì)磁涌流和內(nèi)部短路的積分型波形對(duì)稱原理

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勵(lì)磁涌流和內(nèi)部短路的區(qū)分是變壓器差動(dòng)保護(hù)的核心問題?，F(xiàn)有的應(yīng)用較多的原理主要有二次諧波制動(dòng)和間斷角原理。研究表明[3]大容量變壓器在某些情況下涌流中的二次諧波含量僅為7%，而在有串補(bǔ)電容的高壓系統(tǒng)或含有電力電纜的高壓系統(tǒng)中的變壓器發(fā)生內(nèi)部故障的故障電流中的二次諧波含量可超過15%，這對(duì)二次諧波原理提出了挑戰(zhàn)。間斷角是勵(lì)磁涌流所特有的電流波形特征。間斷角原理是以準(zhǔn)確測量間斷角的大小為基礎(chǔ)的。由于受CT飽和和硬件的限制，該原理在實(shí)際微機(jī)差動(dòng)保護(hù)的應(yīng)用中效果并不十分理想。目前，有學(xué)者提出應(yīng)用變壓器的瞬時(shí)差動(dòng)功率來檢測內(nèi)部故障，但是功率的計(jì)算必需引入三相電壓，這不但要求電力變壓器裝有PT，而且還會(huì)帶來相應(yīng)的PT斷線問題。因此，進(jìn)一步探索更快速、準(zhǔn)確地區(qū)分變壓器的勵(lì)磁涌流和內(nèi)部短路的新原理是十分必要的。如今還有不少其他原理都從某一角度反映了勵(lì)磁涌流和短路電流的區(qū)別，但又都受到了一定的局限。本文從故障電流波形的對(duì)稱特征入手，構(gòu)造一種積分算法，并將其模糊化來區(qū)分變壓器勵(lì)磁涌流和內(nèi)部短路。作者對(duì)該方法進(jìn)行了大量EMTP仿真，包括空投變壓器、帶分布參數(shù)的長線路空投變壓器，帶接地故障空投變壓器等，并在華北電力大學(xué)智能保護(hù)與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的電力系統(tǒng)仿真器上作了變壓器的涌流和變壓器內(nèi)部故障的動(dòng)模試驗(yàn)，取得了滿意的效果。EMTP仿真表明該原理簡單實(shí)用，效果理想。

　　本文提出一種區(qū)分電力變壓器的勵(lì)磁涌流和內(nèi)部短路的積分型波形對(duì)稱原理。該方法首先對(duì)電流波形作旋轉(zhuǎn)與平移變換，然后利用積分處理提取變壓器內(nèi)部故障短路電流的波形對(duì)稱特征。在此基礎(chǔ)上，給出了用模糊集理論區(qū)分變壓器的勵(lì)磁涌流和內(nèi)部短路的模糊數(shù)學(xué)模型和判據(jù)。我們對(duì)此進(jìn)行了EMTP仿真，包括空投變壓器、帶分布參數(shù)的長線路空投變壓器，帶接地故障空投變壓器等；并在華北電力大學(xué)智能保護(hù)與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的電力系統(tǒng)仿真器上作了變壓器的勵(lì)磁涌流和變壓器內(nèi)部故障的動(dòng)模試驗(yàn)，取得了滿意的效果。