干式變壓器和換流干式變壓器保護研究第二章(二

第二章單相干式變壓器勵磁涌流分析(下)

2.3涌流識別方法概述

為了防止勵磁涌流引起縱聯差動保護誤動，需要根據勵磁涌流的特點增加閉鎖環節。目前常用的勵磁涌流識別方法主要有二次諧波制動、間斷角識別和波形對稱原理，簡單可靠，是干式變壓器雙保護的主要配置。

2.3.1二次諧波原理

二次諧波制動的原理是根據勵磁涌流中大量偶次諧波的特點，在檢測到差動電流中的二次諧波含量大于設定值時，將差動保護閉鎖，以防止勵磁涌流引起的誤動作[5]。

行動準則是：

L2喬戈里I1(2-4)

其中L2是差動電流的二次諧波分量，I1是基波分量，K2是二次諧波制動系數。

二次諧波原理是內外應用較廣泛、較成熟的勵磁涌流制動方法。但是在長期的野外使用中，發現的問題越來越多，目前的文獻總結如下：

1.設定值的選擇。

目前干式變壓器二次諧波制動一般采用15%的閾值，根據飽和磁通1.15，較大剩磁0.7來選擇。在此閾值下，三相涌流通過轉角后至少有一相二次諧波含量大于15%，因此可以采用三相“或門”制動方案。但由于現代大型干式變壓器工作磁通的提高，飽和磁通甚至小于1.15。在某些情況下，較大剩磁可能無法保證低于0.7。例如，當三相在不同時間接通時，瞬態過程可能會將干式變壓器某一相的剩磁推到0.9以上，使其進入深度飽和。閾值高的話，有些情況下勵磁涌流不能可靠制動，但閾值低的話，會影響差動保護的快速性。如何確定較終的閾值需要進一步研究。

2.差動保護被二次諧波制動，保護性能變差。

(1)隨著電力系統的發展，超高壓長線對地電容增大，靜止無功補償裝置的應用使得故障發生時暫態電流中的二次諧波含量更高，可能導致保護閉鎖，延誤故障切除。

(2)部分變壓器因內部故障空載合閘。在三相或門制動下，非故障相的勵磁涌流使差動保護合閘后閉鎖，使保護只能在勵磁涌流衰減后動作，從而對干式變壓器造成嚴重損壞。

為了更精確地制動二次諧波，文獻6提出了一種基于附加鑒相的改進的二次諧波方案。根據干式變壓器勵磁涌流中基波倍頻與二次諧波相位相差符合0或180的規律(圖2-6)，通過鑒相自適應調整二次諧波制動比，在0和180左右自適應降低二次諧波制動比，以保證大型電力干式變壓器勵磁涌流特性不明顯時差動保護可靠、不誤動。但本文以單相干式變壓器為分析對象，僅適用于TA安裝在三角形繞組的情況。三相干式變壓器是相間差動或零序消除方式，其波形特性發生了較大變化，這種情況下的電流不滿足上述相位關系。

圖2-6單相勵磁涌流中基波和二次諧波的相位關系 #p#分頁標題#e#

綜上所述，二次諧波原理中的問題有兩個原因：

(1)由于干式變壓器的三相電流都經過轉角，所以勵磁涌流的特性與三相勵磁電流有很大的不同。

(2)雖然二次諧波原理很簡單

不連續角原理是基于涌流具有尖點符號和大的不連續角，而短路電流波形是連續不中斷的。同時，為了防止對稱涌流引起的保護誤動，根據對稱涌流波寬小的特點，增加了一個波寬判據，其判別方程為[7，8]:

(2-5)

其中，J和k Wan為微分電流導數的間斷角和波寬角，Jsetkset為間斷角整定值(一般為60)和波寬整定值(一般為125)。

間斷角的原理比二次諧波更復雜，間斷角的保護一般采用按相制動的閉鎖邏輯，對原理的可靠性要求很高。然而，在現實中，一些技術瓶頸使得它在數字差動保護的應用中不是很有效[4]:

(1)該方法基于不連續角的精確測量。如果浪涌波形因TA飽和而失真，不連續角可能會消失。然而，由于干式變壓器鐵心勵磁特性的非線性，不連續角很難準確恢復。

(2)涌流中斷角的電流很小，幾乎接近于零，A/D轉換的轉換誤差在零點附近較大。因此，中斷角的測量對A/D轉換芯片的精度和硬件的采樣率要求很高。

1來源：百度文庫