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1、图书分类号：密 级：毕业设计电力变压器继电保护动作行为仿真分析系统Simulation and Analysis System for Power Transformer Relay Protection学生#学院名称专业名称指导教师年月日 / 徐州工程学院学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果.除文中已经注明引用或参考的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果.对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标注.本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担.论文作者签名： 日期：年月日徐州工程学院
2、学位论文协议书本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定,即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有.徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝,允许论文被查阅和借阅.徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容,可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文.论文作者签名： 导师签名：日期：年月日 日期：年月日摘要电力变压器作为电力系统中重要的主设备之一,在电力系统中承担着变换电压、交换功率的重要作用,其运行情况直接影响整个电力系统安全稳定运
3、行.但是近年来,变压器保护的正确动作率远低于线路保护,因此对变压器故障仿真研究具有十分重要的理论意义和实用价值.本文针对变压器保护中的一些问题,主要完成了以下工作:以电力系统中常见的三相变压器为研究对象,介绍了变压器主保护和后备保护基本原理,并重点分析了差动保护原理、励磁涌流产生机理.根据变压器微机继电保护的基本原理、逻辑构成、保护算法与实现流程,利用MATLAB/Simulink里模块,搭建了变压器外部故障模型和内部故障模型.此模型能模拟变压器继电保护各功能模块与其逻辑配合关系和时序,真实仿真变压器继电保护装置的动作行为.利用此模型对变压器各种故障做了大量的仿真与研究,其仿真结果与理论分析一
4、致,验证了故障仿真模型的正确性与有效性. 结合电力变压器继电保护特点,在深入了解和研究国内外继电保护数字仿真方法的基础上,利用继电保护数字仿真技术,基于MATLAB软件开发设计了电力变压器继电保护动作行为仿真分析系统.此系统提供了差动保护、过电流保护、接地保护和过励磁保护的仿真模型,用户可以设置主设备参数、保护整定值和故障类型,各种故障类型下故障电流、电压与动作信号等仿真结果以图形形式显示.该系统人机界面友好、操作简单、仿真分析结果直观,能满足继电保护人员熟悉保护原理和进行故障分析的需要,在继电保护培训与教学等方面也具有一定的实用价值.关键词变压器；继电保护；MATLAB/Simulink；仿
5、真分析AbstractPower transformer is one of the most important main equipment in the power system, andit plays an important role of transforming voltage and exchanging power in the power system.Its operating conditions affect the safety and stability of power system directly. But in recentyears, the corr
6、ect operation ratio of transformer protection is far lower than the line protection,so the simulation study of power transformer fault has very important theoretical significanceand practical value. This paper mainly does the following work aiming at some questions oftransformer protection.This pape
7、r chooses the mon three-phase transformer in the power system as theresearch object, introduces the fundamental principle of main protection and back-up protectionof transformer.This paper sets up the outside fault model and the internal fault model of transformerbased on the Matlab/Simulink accordi
8、ng to the fundamental principle, thelogical ponents, the protection algorithm and the implementation process of thetransformer microputer relay protection. This model simulates each function module of thetransformer relay protection, simulates the actions of the transformer relay protection device.T
9、he model simulates and studies the transformer in all kinds of type of faults, the simulationresults are in accord with the theoretic analysis, proving the correctness and validity of thesimulation model.This paper deeply understands and studies domestic and foreign digital simulation methodsof rela
10、y protection, and designs the simulation and analysis system of power transformer relayprotection based on Matlab with the use of the relay protection digital simulation technique.The system provides the simulation model ofdifferential protection, overcurrent protection, ground protection and over-e
11、xcitation protection,the user can set the main equipment parameters, the setting value of protection and the type offaults, furthermore, the simulation results under all kinds of type of faults can show the failurecurrent, the voltage, operation signals and so on in the form of graphics. The system
12、has afriendly interface of man-machine, and it is easy to operate, its simulation results can be showedin graphics, which can meet the needs of knowing the protection principle well and making faultanalysis for relay protection workers. It also has practical value in the relay protection trainingand
13、 teaching.KeywordsTransformerRelay protectionMATLAB/SimulinkSimulation andanalysis目 录摘要IIAbstractIII1 绪论51.1研究背景和意义51.2国内外研究动态和发展趋势51.3 本文结构安排62电力变压器保护原理72.1变压器的工作原理与基本构造7变压器的基本原理和构造7变压器故障和异常运行状态82.2变压器的主保护原理分析8变压器差动保护8变压器差动回路不平衡电流分析103.鉴别励磁涌流的原理与方法133.1谐波识别法13二次谐波电流鉴别励磁涌流13谐波电压鉴别励磁涌流133.2 波形特征识别法14
14、基于间断角原理鉴别励磁涌流14基于波形对称原理鉴别励磁涌流14基于波形凹凸性识别励磁涌流153.3 磁通特性识别法153.4 等值电路识别法153.5 有功功率识别法164变压器仿真研究174.1仿真长线路末端电压升高174.1.1 仿真模型如图17仿真参数介绍与波形.174.2仿真三相变压器T2的励磁涌流214.2.1 仿真模型如图：214.2.2 仿真参数介绍与波形214.3仿真三相变压器外部故障26仿真模型如图:264.3.2 仿真参数介绍与波形274.4 仿真三相变压器T3的励磁涌流29仿真模型如图：294.4.2 仿真参数介绍与波形304.5仿真三相变压器T3的内部故障354.5.1
15、 仿真T3相间短路AB相的模型如图：35模型参数介绍与波形364.5.3 仿真T3匝间短路的模型如图：39模型参数介绍与波形395 变压器仿真波形分析425.1 对励磁涌流进行FFT分析425.2 对外部故障进行FFT分析435.3 对内部故障进行FFT分析44结论46致谢47参考文献481 绪论1.1研究背景和意义电力系统由发电厂、变电所、输电线路、配电线路以与电力用户组成的整体,发电、输电、变电、配电、用电几乎同时进行.其中任何一个环节出现故障,都会导致用户得不到合格的电能或失去电能,造成一定的经济损失.电力系统通过变压器实现升高电压远距离输送和降低电压供用户使用,变压器是电力系统重要的电气主设备之一.大型变压器结构复杂、造价昂贵、一旦发生严重故障而损坏,将给维修工作带来很大困难,造成重大的经济损失.为保证电力系统的安全稳定运行,防止事故的发生和扩大,必须给变压器装设动作可靠、性能良好的保护装置.随着计算机通信技术的发展,微机技术在电力系统继电保护领域得到了广泛的应用,继电保
