基于變壓器模型的新型變壓器保護原理的研究
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
根據上面的推導，可以分別制定兩繞組和三繞組變壓器的保護判據。
（1）兩繞組變壓器的保護判據
判據1：當差動(dòng)電流大于門(mén)檻值時(shí)，利用L2的估算值，計算式(6)中的3個(gè)等式兩邊的差值，如果等式兩邊的差值超過(guò)門(mén)檻值，判定變壓器發(fā)生內部故障，保護跳閘。由于L2的估算值與實(shí)際值存在著(zhù)誤差，故此判據的動(dòng)作門(mén)檻值要躲過(guò)勵磁涌流和外部故障時(shí)方程兩側的差值，它能夠保證在發(fā)生較嚴重的內部故障時(shí)保護正確動(dòng)作。
判據2：當差動(dòng)電流大于門(mén)檻值時(shí)，利用式(6)計算3個(gè)方程中的L2，如果3個(gè)方程分別計算出的L2之間的差值超過(guò)門(mén)檻值，判定變壓器發(fā)生內部故障，保護跳閘。此判據可在判據1的基礎上進(jìn)一步判別變壓器的輕微故障。但在內部相間短路時(shí)，由于差動(dòng)電流數值很大，計算出的3個(gè)L2數值會(huì )較小，識別其差值較困難。
因此，判據1用來(lái)識別嚴重內部故障，判據2用來(lái)識別輕微內部故障，兩者相結合就會(huì )達到很好的效果。
的6個(gè)方程等式兩邊的差值，如果等式兩邊的差值超過(guò)門(mén)檻值，判定變壓器發(fā)生內部故障，保護跳閘。由于
的估算值與實(shí)際值存在著(zhù)誤差，故此判據的動(dòng)作門(mén)檻值要躲過(guò)勵磁涌流和外部故障時(shí)方程兩側的差值，它能夠保證在發(fā)生較嚴重的內部故障時(shí)保護正確動(dòng)作。
同樣，判據1用來(lái)識別嚴重內部故障，判據2用來(lái)識別輕微內部故障，兩者相結合會(huì )達到很好的效果。
5 動(dòng)模試驗及結果
5.1 動(dòng)模試驗系統
為了驗證上述方法的正確性及可行性，通過(guò)動(dòng)模試驗獲得了大量變壓器在各種運行狀態(tài)下的真實(shí)數據，在此，用這些數據對保護判據進(jìn)行驗證。
動(dòng)模試驗系統接線(xiàn)如圖4所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/180943.htm
在此系統中的試驗變壓器為三單相變壓器組Y,d11，單相變壓器的參數分別為：額定容量10kVA；低壓側額定電壓380V；低壓側額定電流25.3A；高壓側額定電壓1000V；高壓側額定電流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)行數據錄波時(shí)，每個(gè)采樣周期采20個(gè)點(diǎn)。
5.2 試驗結果
用動(dòng)模試驗中獲得的數據來(lái)驗證此方法的正確性，每種運行狀態(tài)的數據分別測取10次。根據兩繞組變壓器的判據1，得到表1所示結果。
表1中的差值是10組數據差值綜合結果，在計算中將L2估算為 (xk/w)/2。由表1可以看出，設判據1中差值的門(mén)檻值定為20，那么，除了輕微匝間故障無(wú)法識別外，其他故障均能夠可靠地識別。
判據2可以對輕微匝間故障進(jìn)行識別，下面依據判據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(dòng)模試驗數據代入到式(6)中，計算得出的3個(gè)等式中的L2的變化曲線(xiàn)。為了更加明顯地比較3個(gè)L2的差別，圖5(d)為計算出的3個(gè)L2的差值變化曲線(xiàn)。
如圖5(d)所示，勵磁涌流時(shí)3個(gè)L2差別很小，而在內部匝間短路時(shí)其差別較大，可以利用判據2可靠地區分勵磁涌流和輕微內部故障。
6 結論
該變壓器保護方案是利用變壓器正常運行時(shí)的模型來(lái)構成動(dòng)作方程，由于只有在變壓器內部發(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，并且在內部故障時(shí)有較高的靈敏度。該原理實(shí)現簡(jiǎn)單，避開(kāi)了變壓器難以取得的內部參數。仿真試驗結果表明該方案能夠可靠、迅速地切除變壓器內部故障。
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