淺談變壓器勵(lì)磁涌流閉鎖的方法

邢艷榮1 秦佳偉2

1.烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2.內(nèi)蒙古君正能源化工股份有限公司

淺談變壓器勵(lì)磁涌流閉鎖的方法

邢艷榮1 秦佳偉2

1.烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2.內(nèi)蒙古君正能源化工股份有限公司

電力變壓器現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，主要作用是升高或降低電壓，是電力系統(tǒng)不可或缺的重要設(shè)備。隨著使用電壓等級(jí)也逐漸提高，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行方式的改變，使得變壓器在運(yùn)行方式改變時(shí)出現(xiàn)勵(lì)磁涌流，保護(hù)動(dòng)作的正確率有下降趨勢(shì)，存在保護(hù)誤動(dòng)的情況。因此對(duì)變壓器主保護(hù)的差動(dòng)保護(hù)進(jìn)行更為深入、細(xì)致的研究，設(shè)計(jì)出涌流閉鎖的對(duì)策有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

變壓器 勵(lì)磁涌流 閉鎖

1 三相變壓器勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)

對(duì)三相變壓器的勵(lì)磁涌流進(jìn)行有效的分析是很麻煩的事,由于三相電流存在不同的初相角,這就造成了對(duì)勵(lì)磁涌流進(jìn)行分析的復(fù)雜程度。通過(guò)捕捉到的勵(lì)磁涌流的波形可以清晰地看出，它的波形非常的不具有規(guī)則性，很難看出它到底是什么樣的函數(shù)的波形，但是將采集到的波形的圖進(jìn)行頻譜的分析，也就是進(jìn)行頻率的分解，就可以看出是很多種頻率的波形的幾何體，是一個(gè)波形的集合。除此之外，不管是在進(jìn)行分析還是在進(jìn)行測(cè)得的圖形的觀察上都可以看到有斷裂存在，這就稱為是間斷角。由于存在著間斷角，根據(jù)頻率譜的分析和分解就可以看到有很多的不同的頻率的波形存在。這些不是50Hz的頻率的波形都是雜波，也就是干擾的信號(hào)，這是我們所要消除掉的。再進(jìn)一步的對(duì)所分解出來(lái)的波形進(jìn)行分析就可以看出來(lái)，這里面最多的就是100Hz的波形。

三相變壓器涌流的特點(diǎn)：①在勵(lì)磁涌流的諧波分解中，二次諧波的含量較多。在三相中呈現(xiàn)了不同的特點(diǎn)，有一相的二次諧波最多，另外兩相較少。②變壓器三相電流之間存在120°的電位差。涌流在α=±30°并非α=0°時(shí)值最大。③涌流的波形不連續(xù)，有間斷角，且在對(duì)稱時(shí)，間斷角為最小。涌流的正向和反向最大值之間的波寬是120°。④勵(lì)磁涌流有對(duì)稱性的也有非對(duì)稱型的，其中，對(duì)稱性的勵(lì)磁涌流很微弱，幾乎檢測(cè)不到，但是非對(duì)稱性涌流中含有大量的非周期分量。

2 勵(lì)磁涌流對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)的影響

在影響變壓器差動(dòng)保護(hù)出線不平衡電流的眾多因素當(dāng)中，以變壓器空載合閘或外部故障切除所產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流最為嚴(yán)重。其表現(xiàn)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面是勵(lì)磁涌流只存在于變壓器的電源側(cè)，而負(fù)載側(cè)由于開(kāi)路沒(méi)有電流流過(guò)，另一方面是勵(lì)磁涌流的大小可以達(dá)到變壓器額定電流的幾倍甚至是幾十倍。如果不能正確識(shí)別或者抑制勵(lì)磁涌流，其流入差動(dòng)保護(hù)回路后就將會(huì)造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。除了產(chǎn)生誤動(dòng)對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)造成不利影響以外，勵(lì)磁涌流還有可能對(duì)差動(dòng)保護(hù)造成拒動(dòng)或延緩動(dòng)作的情況。

3 勵(lì)磁涌流閉鎖的方法

內(nèi)部故障和勵(lì)磁涌流比較難以進(jìn)行準(zhǔn)確的區(qū)別，一般情況下，人們采用諧波識(shí)別法，也就是將電壓和電流中的諧波進(jìn)行分析。

3.1 諧波電壓鑒別勵(lì)磁涌流

這種方法就是采用的是變壓器的自身結(jié)構(gòu)的特性進(jìn)行分析的。變壓器是一種非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，里面有繞組線圈，還有鐵芯的部分，在變壓器進(jìn)行工作時(shí)，可以將電壓的大小進(jìn)行隨意的變化，這就需要電磁感應(yīng)來(lái)完成。因?yàn)橛写艤?yīng)，所以在變壓器進(jìn)行工作時(shí)就會(huì)出現(xiàn)磁場(chǎng)出現(xiàn)飽和的現(xiàn)象。在磁場(chǎng)出現(xiàn)了飽和的情況時(shí)，就會(huì)使得電流中的電流的波形發(fā)生非常明顯的改變。這種改變是由各種頻率的諧波所導(dǎo)致的。正因?yàn)槿绱耍涂梢岳秒妷旱闹C波的存在與否來(lái)進(jìn)行合理的判斷。

V1—電壓基波幅值；

V th、Tth—門(mén)檻值。

Vk—電壓初始采樣值；

V1k—基波分量計(jì)算采樣值。

當(dāng)V1＜Vth時(shí)，但均可由Tsum＞Tth制動(dòng)住。在發(fā)生了LC諧振時(shí)，該方法不能夠準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)，這是這一方法的缺點(diǎn)。通過(guò)使用三相或門(mén)跳閘措施可以明顯的改善其速動(dòng)性。

3.2 二次諧波電流鑒別勵(lì)磁涌流

這種方法的基本原理是利用勵(lì)磁涌流在產(chǎn)生的時(shí)候會(huì)有一些列的特點(diǎn)，除了有電壓上的不同外還有很多電流上的不同。在正常的工作情況之下，變壓器的電流一般都是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波的波形，當(dāng)然因?yàn)樵趯?shí)際的情況下，有各種的非線性的因素的各種干擾作用，就會(huì)使得電流的波形不是很理想的正弦的形狀，但是總體上是非常接近的，那些干擾的波形的含量都在可以忽略的范圍之內(nèi)。但是在出現(xiàn)了勵(lì)磁涌流的時(shí)候就不同了，這個(gè)時(shí)候的電壓的波形就會(huì)是含有各種的頻率的波形在同一時(shí)間存在著，在數(shù)學(xué)上的方法進(jìn)行分析就是各種波行的相互疊加的結(jié)果，不過(guò)這只是在數(shù)學(xué)上進(jìn)行分析的結(jié)果，在實(shí)際的物理的表示上卻并不是這樣的。這樣，根據(jù)數(shù)學(xué)模型的計(jì)算，運(yùn)行設(shè)備的基本屬性就可以的出來(lái)電流的變化，在現(xiàn)行的系統(tǒng)中，電流的大小和方向和電壓的是一致的，只是在相位的差值上有不同。這樣就可以分析電流的波形的形狀來(lái)做成出相應(yīng)的判斷。

4 結(jié)論

在我國(guó)電力系統(tǒng)高電壓大容量輸電的推廣中變壓器保護(hù)的可靠性和速動(dòng)性顯得尤為重要。為了打破傳統(tǒng)保護(hù)面臨的僵局，需要新的工程技術(shù)的介入，近些年來(lái)，人們將人工智能控制、信號(hào)分析等領(lǐng)域的理論應(yīng)用于變壓器的保護(hù)中取得了一系列新的研究成果，如諧波識(shí)別在勵(lì)磁涌流的識(shí)別中得到廣泛的應(yīng)用。

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[2]蘭生,張小釩.基于多判據(jù)的變壓器差動(dòng)保護(hù)方法[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2015(23)

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邢艷榮，（1982—），女，內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)市人，講師，2004年畢業(yè)于內(nèi)蒙古科技大學(xué)工學(xué)學(xué)士，主要研究方向：自動(dòng)控制工程。