干式变压器和换流干式变压器保护研究第二章(二

第二章单相干式变压器励磁涌流分析(下)

2.3涌流识别方法概述

为了防止励磁涌流引起纵联差动保护误动，需要根据励磁涌流的特点增加闭锁环节。目前常用的励磁涌流识别方法主要有二次谐波制动、间断角识别和波形对称原理，简单可靠，是干式变压器双保护的主要配置。

2.3.1二次谐波原理

二次谐波制动的原理是根据励磁涌流中大量偶次谐波的特点，在检测到差动电流中的二次谐波含量大于设定值时，将差动保护闭锁，以防止励磁涌流引起的误动作[5]。

行动准则是：

L2乔戈里I1(2-4)

其中L2是差动电流的二次谐波分量，I1是基波分量，K2是二次谐波制动系数。

二次谐波原理是内外应用较广泛、较成熟的励磁涌流制动方法。但是在长期的野外使用中，发现的问题越来越多，目前的文献总结如下：

1.设定值的选择。

目前干式变压器二次谐波制动一般采用15%的阈值，根据饱和磁通1.15，较大剩磁0.7来选择。在此阈值下，三相涌流通过转角后至少有一相二次谐波含量大于15%，因此可以采用三相“或门”制动方案。但由于现代大型干式变压器工作磁通的提高，饱和磁通甚至小于1.15。在某些情况下，较大剩磁可能无法保证低于0.7。例如，当三相在不同时间接通时，瞬态过程可能会将干式变压器某一相的剩磁推到0.9以上，使其进入深度饱和。阈值高的话，有些情况下励磁涌流不能可靠制动，但阈值低的话，会影响差动保护的快速性。如何确定较终的阈值需要进一步研究。

2.差动保护被二次谐波制动，保护性能变差。

(1)随着电力系统的发展，超高压长线对地电容增大，静止无功补偿装置的应用使得故障发生时暂态电流中的二次谐波含量更高，可能导致保护闭锁，延误故障切除。

(2)部分变压器因内部故障空载合闸。在三相或门制动下，非故障相的励磁涌流使差动保护合闸后闭锁，使保护只能在励磁涌流衰减后动作，从而对干式变压器造成严重损坏。

为了更精确地制动二次谐波，文献6提出了一种基于附加鉴相的改进的二次谐波方案。根据干式变压器励磁涌流中基波倍频与二次谐波相位相差符合0或180的规律(图2-6)，通过鉴相自适应调整二次谐波制动比，在0和180左右自适应降低二次谐波制动比，以保证大型电力干式变压器励磁涌流特性不明显时差动保护可靠、不误动。但本文以单相干式变压器为分析对象，仅适用于TA安装在三角形绕组的情况。三相干式变压器是相间差动或零序消除方式，其波形特性发生了较大变化，这种情况下的电流不满足上述相位关系。

图2-6单相励磁涌流中基波和二次谐波的相位关系 #p#分页标题#e#

综上所述，二次谐波原理中的问题有两个原因：

(1)由于干式变压器的三相电流都经过转角，所以励磁涌流的特性与三相励磁电流有很大的不同。

(2)虽然二次谐波原理很简单

不连续角原理是基于涌流具有尖点符号和大的不连续角，而短路电流波形是连续不中断的。同时，为了防止对称涌流引起的保护误动，根据对称涌流波宽小的特点，增加了一个波宽判据，其判别方程为[7，8]:

(2-5)

其中，J和k Wan为微分电流导数的间断角和波宽角，Jsetkset为间断角整定值(一般为60)和波宽整定值(一般为125)。

间断角的原理比二次谐波更复杂，间断角的保护一般采用按相制动的闭锁逻辑，对原理的可靠性要求很高。然而，在现实中，一些技术瓶颈使得它在数字差动保护的应用中不是很有效[4]:

(1)该方法基于不连续角的精确测量。如果浪涌波形因TA饱和而失真，不连续角可能会消失。然而，由于干式变压器铁心励磁特性的非线性，不连续角很难准确恢复。

(2)涌流中断角的电流很小，几乎接近于零，A/D转换的转换误差在零点附近较大。因此，中断角的测量对A/D转换芯片的精度和硬件的采样率要求很高。

1来源：百度文库