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电力变压器广泛应用在电力系统的输电和配电环节,是电力系统的重要设备,变压器的主保护采用电流差动保护原理。
相对于线路保护,变压器差动保护的正确动作率还显得相对滞后。当前困扰变压器差动保护的主要问题是空载合闸和外部故障等扰动引起保护误动,此时变压器产生励磁涌流,由于伴随着复杂的电磁暂态过程,难以进行完整的动模试验分析。
本文围绕变压器励磁涌流的问题而展开,首先阐述了变压器差动保护的原理,以及单相和三相变压器产生励磁涌流的原因,分析了励磁涌流对变压器主保护差动保护的影响,介绍了目前变压器差动保护识别励磁涌流的方法,并加以分析和评价。
论文着重分析了两种比较特殊的变压器励磁涌流:即和应涌流和外部故障切除后的变压器恢复性励磁涌流。建立了变压器带负荷情况下经历外部故障扰动和故障被切除的数字仿真模型,详细分析了变压器和应涌流与带负荷恢复性励磁涌流的产生原因、波形特征以及对差动保护的影响。分析指出当变压器负荷中带有大量异步电机时,异步电机白启动产生的大量直流分量电流作为变压器负荷电流时会使得变压器铁芯中不断累积偏磁,使变压器深度饱和进而恢复性涌流二次谐波含量在故障切除后的若干周期内将低于15﹪~20﹪的经验值,而此时差流幅值也能够达到差动保护的启动条件,此时二次谐波制动不能正确闭锁差动保护,差动保护可能会误动。研究结果有助于变压器差动保护制动策略的制定,并对变压器差动保护装置的运行具有一定的借鉴意义。论文最后总结了所进行的研究工作,并对后续工作进行了展望。