基于變壓器模型的新型變壓器保護(hù)原理的研究
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根據(jù)上面的推導(dǎo)，可以分別制定兩繞組和三繞組變壓器的保護(hù)判據(jù)。
（1）兩繞組變壓器的保護(hù)判據(jù)
判據(jù)1：當(dāng)差動電流大于門檻值時(shí)，利用L2的估算值，計(jì)算式(6)中的3個(gè)等式兩邊的差值，如果等式兩邊的差值超過門檻值，判定變壓器發(fā)生內(nèi)部故障，保護(hù)跳閘。由于L2的估算值與實(shí)際值存在著誤差，故此判據(jù)的動作門檻值要躲過勵磁涌流和外部故障時(shí)方程兩側(cè)的差值，它能夠保證在發(fā)生較嚴(yán)重的內(nèi)部故障時(shí)保護(hù)正確動作。
判據(jù)2：當(dāng)差動電流大于門檻值時(shí)，利用式(6)計(jì)算3個(gè)方程中的L2，如果3個(gè)方程分別計(jì)算出的L2之間的差值超過門檻值，判定變壓器發(fā)生內(nèi)部故障，保護(hù)跳閘。此判據(jù)可在判據(jù)1的基礎(chǔ)上進(jìn)一步判別變壓器的輕微故障。但在內(nèi)部相間短路時(shí)，由于差動電流數(shù)值很大，計(jì)算出的3個(gè)L2數(shù)值會較小，識別其差值較困難。
因此，判據(jù)1用來識別嚴(yán)重內(nèi)部故障，判據(jù)2用來識別輕微內(nèi)部故障，兩者相結(jié)合就會達(dá)到很好的效果。
的6個(gè)方程等式兩邊的差值，如果等式兩邊的差值超過門檻值，判定變壓器發(fā)生內(nèi)部故障，保護(hù)跳閘。由于
的估算值與實(shí)際值存在著誤差，故此判據(jù)的動作門檻值要躲過勵磁涌流和外部故障時(shí)方程兩側(cè)的差值，它能夠保證在發(fā)生較嚴(yán)重的內(nèi)部故障時(shí)保護(hù)正確動作。
同樣，判據(jù)1用來識別嚴(yán)重內(nèi)部故障，判據(jù)2用來識別輕微內(nèi)部故障，兩者相結(jié)合會達(dá)到很好的效果。
5 動模試驗(yàn)及結(jié)果
5.1 動模試驗(yàn)系統(tǒng)
為了驗(yàn)證上述方法的正確性及可行性，通過動模試驗(yàn)獲得了大量變壓器在各種運(yùn)行狀態(tài)下的真實(shí)數(shù)據(jù)，在此，用這些數(shù)據(jù)對保護(hù)判據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。
動模試驗(yàn)系統(tǒng)接線如圖4所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/180943.htm
在此系統(tǒng)中的試驗(yàn)變壓器為三單相變壓器組Y,d11，單相變壓器的參數(shù)分別為：額定容量10kVA；低壓側(cè)額定電壓380V；低壓側(cè)額定電流25.3A；高壓側(cè)額定電壓1000V；高壓側(cè)額定電流10A；空載電流1.45%；空載損耗1%；短路損耗0.35%；短路電壓9.0%~15%。在進(jìn)行數(shù)據(jù)錄波時(shí)，每個(gè)采樣周期采20個(gè)點(diǎn)。
5.2 試驗(yàn)結(jié)果
用動模試驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)來驗(yàn)證此方法的正確性，每種運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)分別測取10次。根據(jù)兩繞組變壓器的判據(jù)1，得到表1所示結(jié)果。
表1中的差值是10組數(shù)據(jù)差值綜合結(jié)果，在計(jì)算中將L2估算為 (xk/w)/2。由表1可以看出，設(shè)判據(jù)1中差值的門檻值定為20，那么，除了輕微匝間故障無法識別外，其他故障均能夠可靠地識別。
判據(jù)2可以對輕微匝間故障進(jìn)行識別，下面依據(jù)判據(jù)2對表1中序號為1，3，10的3種情況進(jìn)行判別。圖5(a)、(b)、(c)是將動模試驗(yàn)數(shù)據(jù)代入到式(6)中，計(jì)算得出的3個(gè)等式中的L2的變化曲線。為了更加明顯地比較3個(gè)L2的差別，圖5(d)為計(jì)算出的3個(gè)L2的差值變化曲線。
如圖5(d)所示，勵磁涌流時(shí)3個(gè)L2差別很小，而在內(nèi)部匝間短路時(shí)其差別較大，可以利用判據(jù)2可靠地區(qū)分勵磁涌流和輕微內(nèi)部故障。
6 結(jié)論
該變壓器保護(hù)方案是利用變壓器正常運(yùn)行時(shí)的模型來構(gòu)成動作方程，由于只有在變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，本方程才不再成立，所以此方案不受勵磁涌流的影響，并且在內(nèi)部故障時(shí)有較高的靈敏度。該原理實(shí)現(xiàn)簡單，避開了變壓器難以取得的內(nèi)部參數(shù)。仿真試驗(yàn)結(jié)果表明該方案能夠可靠、迅速地切除變壓器內(nèi)部故障。
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