区分变压器的励磁涌流和内部短路的积分型波形对称原理

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翻新时间：2013-12-17

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区分变压器的励磁涌流和内部短路的积分型波形对称原理

励磁涌流和内部短路的区分是变压器差动保护的核心问题。现有的应用较多的原理主要有二次谐波制动和间断角原理。

研究表明[3]大容量变压器在某些情况下涌流中的二次谐波含量仅为7%，而在有串补电容的高压系统或含有电力电缆的高压系统中的变压器发生内部故障的故障电流中的二次谐波含量可超过15%，这对二次谐波原理提出了挑战。间断角是励磁涌流所特有的电流波形特征。

间断角原理是以准确测量间断角的大小为基础的。由于受CT饱和和硬件的限制，该原理在实际微机差动保护的应用中效果并不十分理想。

目前，有学者提出应用变压器的瞬时差动功率来检测内部故障，但是功率的计算必需引入三相电压，这不但要求电力变压器装有PT，而且还会带来相应的PT断线问题。因此，进一步探索更快速、准确地区分变压器的励磁涌流和内部短路的新原理是十分必要的。

如今还有不少其他原理都从某一角度反映了励磁涌流和短路电流的区别，但又都受到了一定的局限。本文从故障电流波形的对称特征入手，构造一种积分算法，并将其模糊化来区分变压器励磁涌流和内部短路。

作者对该方法进行了大量EMTP仿真，包括空投变压器、带分布参数的长线路空投变压器，带接地故障空投变压器等，并在华北电力大学智能保护与控制重点实验室的电力系统仿真器上作了变压器的涌流和变压器内部故障的动模试验，取得了满意的效果。EMTP仿真表明该原理简单实用，效果理想。

本文提出一种区分电力变压器的励磁涌流和内部短路的积分型波形对称原理。该方法首先对电流波形作旋转与平移变换，然后利用积分处理提取变压器内部故障短路电流的波形对称特征。

在此基础上，给出了用模糊集理论区分变压器的励磁涌流和内部短路的模糊数学模型和判据。我们对此进行了EMTP仿真，包括空投变压器、带分布参数的长线路空投变压器，带接地故障空投变压器等；并在华北电力大学智能保护与控制重点实验室的电力系统仿真器上作了变压器的励磁涌流和变压器内部故障的动模试验，取得了满意的效果。