第二章單相干式變壓器勵(lì)磁涌流分析(下)

2.3涌流識(shí)別方法概述

為了防止勵(lì)磁涌流引起縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)，需要根據(jù)勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)增加閉鎖環(huán)節(jié)。目前常用的勵(lì)磁涌流識(shí)別方法主要有二次諧波制動(dòng)、間斷角識(shí)別和波形對(duì)稱原理，簡單可靠，是干式變壓器雙保護(hù)的主要配置。

2.3.1二次諧波原理

二次諧波制動(dòng)的原理是根據(jù)勵(lì)磁涌流中大量偶次諧波的特點(diǎn)，在檢測到差動(dòng)電流中的二次諧波含量大于設(shè)定值時(shí)，將差動(dòng)保護(hù)閉鎖，以防止勵(lì)磁涌流引起的誤動(dòng)作[5]。

行動(dòng)準(zhǔn)則是：

L2喬戈里I1(2-4)

其中L2是差動(dòng)電流的二次諧波分量，I1是基波分量，K2是二次諧波制動(dòng)系數(shù)。

二次諧波原理是內(nèi)外應(yīng)用較廣泛、較成熟的勵(lì)磁涌流制動(dòng)方法。但是在長期的野外使用中，發(fā)現(xiàn)的問題越來越多，目前的文獻(xiàn)總結(jié)如下：

1.設(shè)定值的選擇。

目前干式變壓器二次諧波制動(dòng)一般采用15%的閾值，根據(jù)飽和磁通1.15，較大剩磁0.7來選擇。在此閾值下，三相涌流通過轉(zhuǎn)角后至少有一相二次諧波含量大于15%，因此可以采用三相“或門”制動(dòng)方案。但由于現(xiàn)代大型干式變壓器工作磁通的提高，飽和磁通甚至小于1.15。在某些情況下，較大剩磁可能無法保證低于0.7。例如，當(dāng)三相在不同時(shí)間接通時(shí)，瞬態(tài)過程可能會(huì)將干式變壓器某一相的剩磁推到0.9以上，使其進(jìn)入深度飽和。閾值高的話，有些情況下勵(lì)磁涌流不能可靠制動(dòng)，但閾值低的話，會(huì)影響差動(dòng)保護(hù)的快速性。如何確定較終的閾值需要進(jìn)一步研究。

2.差動(dòng)保護(hù)被二次諧波制動(dòng)，保護(hù)性能變差。

(1)隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，超高壓長線對(duì)地電容增大，靜止無功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用使得故障發(fā)生時(shí)暫態(tài)電流中的二次諧波含量更高，可能導(dǎo)致保護(hù)閉鎖，延誤故障切除。

(2)部分變壓器因內(nèi)部故障空載合閘。在三相或門制動(dòng)下，非故障相的勵(lì)磁涌流使差動(dòng)保護(hù)合閘后閉鎖，使保護(hù)只能在勵(lì)磁涌流衰減后動(dòng)作，從而對(duì)干式變壓器造成嚴(yán)重?fù)p壞。

為了更精確地制動(dòng)二次諧波，文獻(xiàn)6提出了一種基于附加鑒相的改進(jìn)的二次諧波方案。根據(jù)干式變壓器勵(lì)磁涌流中基波倍頻與二次諧波相位相差符合0或180的規(guī)律(圖2-6)，通過鑒相自適應(yīng)調(diào)整二次諧波制動(dòng)比，在0和180左右自適應(yīng)降低二次諧波制動(dòng)比，以保證大型電力干式變壓器勵(lì)磁涌流特性不明顯時(shí)差動(dòng)保護(hù)可靠、不誤動(dòng)。但本文以單相干式變壓器為分析對(duì)象，僅適用于TA安裝在三角形繞組的情況。三相干式變壓器是相間差動(dòng)或零序消除方式，其波形特性發(fā)生了較大變化，這種情況下的電流不滿足上述相位關(guān)系。

圖2-6單相勵(lì)磁涌流中基波和二次諧波的相位關(guān)系 #p#分頁標(biāo)題#e#

綜上所述，二次諧波原理中的問題有兩個(gè)原因：

(1)由于干式變壓器的三相電流都經(jīng)過轉(zhuǎn)角，所以勵(lì)磁涌流的特性與三相勵(lì)磁電流有很大的不同。

(2)雖然二次諧波原理很簡單

不連續(xù)角原理是基于涌流具有尖點(diǎn)符號(hào)和大的不連續(xù)角，而短路電流波形是連續(xù)不中斷的。同時(shí)，為了防止對(duì)稱涌流引起的保護(hù)誤動(dòng)，根據(jù)對(duì)稱涌流波寬小的特點(diǎn)，增加了一個(gè)波寬判據(jù)，其判別方程為[7，8]:

(2-5)

其中，J和k Wan為微分電流導(dǎo)數(shù)的間斷角和波寬角，Jsetkset為間斷角整定值(一般為60)和波寬整定值(一般為125)。

間斷角的原理比二次諧波更復(fù)雜，間斷角的保護(hù)一般采用按相制動(dòng)的閉鎖邏輯，對(duì)原理的可靠性要求很高。然而，在現(xiàn)實(shí)中，一些技術(shù)瓶頸使得它在數(shù)字差動(dòng)保護(hù)的應(yīng)用中不是很有效[4]:

(1)該方法基于不連續(xù)角的精確測量。如果浪涌波形因TA飽和而失真，不連續(xù)角可能會(huì)消失。然而，由于干式變壓器鐵心勵(lì)磁特性的非線性，不連續(xù)角很難準(zhǔn)確恢復(fù)。

(2)涌流中斷角的電流很小，幾乎接近于零，A/D轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換誤差在零點(diǎn)附近較大。因此，中斷角的測量對(duì)A/D轉(zhuǎn)換芯片的精度和硬件的采樣率要求很高。

1來源：百度文庫