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1、 本科毕业论文说明书（题 目：和应涌流条件下变压器差动保护动作特性分析 摘 要随着越来越多的超高压远距离输电线路在我国的建成和运行，大容量变压器的应用也日益增多。电力变压器在电力系统输电和配电各个环节中广泛使用，因此也就对变压器保护的可靠性和速断性提出了更高的要求。差动保护是变压器的主保护，变压器在空载合闸或外部故障切除后恢复供电时，差动回路会流入励磁涌流，若差动保护不能识别并躲过此电流，就会发生误动。因此，励磁涌流的识别一直也是国内外继电保护工作者的研究热点。励磁涌流一直是影响变压器差动保护正确动作的原因之一，本文从励磁涌流的机理以及特征出发，研究了励磁涌流对变压器差动保护的影响。论文最后以
2、两单相变压器并联运行为例，利用励磁涌流偏向时间轴一侧的特点，解释了和应涌流的产生机理及其变化特点，指出和应涌流产生的本质原因是由于合闸变压器励磁涌流流过系统电阻使得其它变压器工作母线电压偏移，导致铁心饱和造成的。文中初步分析了各种因素对和应涌流的影响，讨论了和应涌流对变压器保护的危害，并在此基础上提出了相应的防范措施。 关键词：励磁涌流，变压器，和应涌流，MATLAB仿真 AbstractAs EHV power network is developing rapidly, large capacity power transformers are used widely in the tra
3、nsmission system and distribution system. Therefore, high performance and high reliability of power transformer protection are required urgently. At present, the main protection of internal faults of the power transformer is the differential protection. When the unloaded power transformer is switche
4、d on the power system or in the process that a fault, outside the protected zone, is cleared, the magnetizing inrush current will ususlly produced. The differential protection relays will maloperate. So it is still a research focus for relaying researchers in the world.Inrush current has been one of
5、 the reason which infects the correct operation of the transformer differential protection, then we research how the inrush current influence the transformer differential protection based on mechanism of inrush current , the effects of current compensation.Based on the analysis of sympathetic inrush
6、 in operating transformers, the principle and characteristics of sympathetic inrush are explained . It is shown that the inrush current caused by the energized transformer running across the system resistance results in the deviation of voltage in the common node which lead to the saturation of the
7、core of the transformer is the main reason for the sympathetic inrush on the adjacent transformer. Then the influence on transformer protection caused by sympathetic inrush are discussed. Finally, several countermeasure to sympathetic inrush are proposed. KEY WORDS: INRUSH CURRENT, TRANSFORMER, SYMP
8、ATHETIC INRUSH RESULTING,MATLAB SIMULATION目 录第一章 绪 论111本课题的背景知识及其研究本课题的意义112本文的主要研究工作2第二章 变压器差动保护分析321变压器的故障类型和不正正常工作状态322变压器差动保护4221变压器纵差动保护的发展简史4222变压器差动保护的基本原理523变压器差动保护发展现状7231变压器差动保护几种判别原理简述8232 变压器差动保护发展趋势1324 本章小节14第三章 励磁涌流时变压器的状态分析与仿真1531变压器励磁涌流及鉴别方法15311单相变压器的励磁涌流15312三相变压器励磁涌流的特性173.2 变压器空
9、载合闸励磁涌流的仿真实验19321仿真模型的建立193.2.2仿真结果及其分析193.3本章小结23第四章 变压器和应涌流仿真及分析2541和应涌流的产生机理和特点2542并联运行变压器和应涌流分析及仿真2543 串联运行变压器和应涌流分析及仿真2844和应涌流的出现影响涌流衰减速度的分析3145和应涌流的特性3146小结32第五章 和应涌流对变压器后备保护的影响极其对策的研究3351 引言3352和应涌流对变压器保护的影响3353应对和应涌流现象的一些措施355.4 本章小结36第六章 结 论37谢 辞38参考文献39第一章 绪 论11本课题的背景知识及其研究本课题的意义在电力系统中广泛的用
10、变压器来升高或降低电压。变压器是电力系统中不可缺少的重要电器设备。它的故障将对供电可靠性和系统安全运行带来严重的影响，同时大容量的电力变压器也是十分贵重的设备。因此应根据变压器容量等级和重要程度装设性能良好、动作良好的继电保护装置，以防止变压器大型事故的发生。近年来，我国220KV变压器的正确动作率相对于线路保护正确率99%的标准还处在比较低的水平，一直徘徊在70-80%之间。变压器保护误动作情况时有发生，给发电、送电和用电三方都带来了很大的直接和间接损失造成这一结果的原因有管理的不足，有当前工作人员的素质问题（设计、制造、整定调试、运行维护诸方面的失误），但更主要的是电力变压器继电保护在技术
11、上的缺陷。电流差动保护建立在基尔霍夫电流定律的基础上，具有另好的选择性，不但能够正确区分区内外故障，而且不需要与其他元件的保护配合，可以无时限的灵敏快速的切除区内各种故障，所以这种保护被广泛的应用在了线路及其变压器的主保护。但是，对于变压器而言，由于其内部靠磁路联系，本质上不再满足基尔霍夫电流定律，变压器励磁电流成了差动保护不平衡电流的一种来源，这也是变压器发生误动作的主要原因之一。然而，大型电力变压器正常运行时的励磁电流通常低于额定电流的1%，所以适当整定差动保护门槛值仍可准确区分变压器内部故障与外部故障。但是，电力变压器运行条件复杂，过励磁时励磁电流可达额定电流的水平，空载合闸或者变压器外
12、部故障被突然切除后端电压突然恢复时，暂态励磁电流（即励磁涌流）的大小有时可与短路电流相比拟，这样大的不平衡电流必然导致差动保护误动，所以变压器纵差保护面临的最严重问题就是励磁涌流。过去和现在有关变压器励磁涌流的研究主要集中在如何防止空投变压器本身励磁涌流引起纵差保护误动的问题上。大量研究工作已揭示单台变压器励磁涌流的产生机理、波形特征和变化特点，同时提出多种鉴别励磁涌流方法和防止励磁涌流引起误动的措施，在实际应用中主要有二次谐波制动判据、间断角原理判剧和波形对称判剧等，但这些方法都有其不足之处。因此，进一步研究和分析空载合闸励磁涌流的特性，并在此基础上探索快速、准确地区分变压器励磁涌流和内部故
13、障电流的新方法以提高变压器差动保护的性能，是十分必要的。和应涌流是指在电网中邻近的并联或串联变压器之间，已经工作的变压器由于其他变压器的合闸也可能会产生涌流的现象，该涌流在合闸变压器涌流持续一段时间后才产生，偏向时间轴的另一侧，然后逐渐增大，达到最大值后又逐渐衰减。近些年来，出现了多起由于和应涌流引起的空投变压器导致相邻变压器或发电机差动保护和后备保护误动的现象。在产生和应涌流的过程中可能出现二次谐波不大，间断角消失等现象，造成运行变压器的涌流闭锁判据失效，导致运行变压器差动保护误动作。由于运行变压器本身没有故障，并且误动是发生在相邻变压器空投完成较长的一段时间之后，所以很难查明误动原因，误动
14、原因更具有隐蔽性。虽然和应涌流问题正逐渐引起继电保护界的重视，但对其发生和发展的过程、影响因素的分析以及产生危害的原因还不是很清楚和完善。这就迫使我们有必要全面研究变压器和应涌流的产生机理、性质特点、影响因素，细致分析危害原因，提出完善的防范措施，实现变压器在和应涌流下能够安全稳定地运行。12本文的主要研究工作(1)对变压器差动保护的的工作原理，及其背景知识与发展现状进行了分析与介绍。(2)介绍了变压器励磁涌流的产生机理及特点。(3)利用MATLAB软件对励磁涌流进行了建模仿真实验。(4)介绍了和应涌流现象产生的机理及其特点，利用MATLAB软件对和应涌流进行了仿真实验，讨论了和应涌流对变压器
15、差动保护和后备保护的危害，并在此基础上提出了相应的防范措施。第二章 变压器差动保护分析21变压器的故障类型和不正正常工作状态在电力系统中广泛的用变压器来升高或降低电压。变压器是电力系统不可缺少的重要电气设备。它的故障将对供电可靠性和系统安全运行带来严重的影响，同时大容量的电力变压器也是十分贵重的设备。因此应根据变压器 容量登记和重要程度装设性能良好、动作可靠的继电保护装置。变压器的故障可分为油箱外和油箱内两种故障。油箱外的鼓掌，主要是套管和引出线上发生相同短路以及接地短路。油箱内的故障包括绕组的相间短路、匝间短路、接地短路以及铁芯的烧损等。油箱内故障时产生的电弧，不仅会损坏饶素的绝缘、烧毁铁芯，而且由于绝缘材料和变压器油因受热分解而产生大量的气体，有可能引起变压器油箱的爆炸。对于变压器发生的各种故障，保护装置应能锦葵的放变压器切除。时间表明，变压器套管和因出线上的相间短路、接地短路、绕组的匝间短路是比较常
