基于暂态变量的大型变压器保护

论文摘要

大型电力变压器是电力系统中极其重要的电气设备，随着国民经济的发展，对大型变压器的需求数量逐渐增多。大型变压器运行的安全与否，直接关系到电力系统能否连续、正常、稳定的工作。而且由于大型变压器本身造价昂贵，同时要求其运行安全可靠，一旦因故障而遭到破坏，其检修难度大、时间长，要造成很大的经济损失。近年来，随着电力系统规模的扩大和电压等级的提高，一大批大容量的变压器投入使用之际，大型变压器的事故数量也随之增加，这就对变压器保护的快速性和可靠性提出了更高的要求。因此，研究更好的大型变压器保护方法具有重大的意义。本论文分析了变压器的电磁特性，提出以电流和电压两个暂态变量为基础，利用磁链增量原理来实现励磁涌流和内部故障电流的判别。在MATLAB环境下对此算法进行了仿真，结果表明基于暂态变量的励磁涌流识别方法是可靠的。在此基础上设计了以DSP为控制核心的保护装置，故障电流和励磁涌流的识别由DSP分析判断实现。采样信号经DSP判断处理后经过光电隔离输出给保护设备，作为保护设备的动作依据，后台软件控制保护设备动作，从而实现对大型变压器的保护。对该保护装置的调试结果表明，本论文提出的方法能够快速可靠地判别变压器内部故障电流和励磁涌流，整个系统的保护动作具有较高的速效性和可靠性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题背景与意义
• 1.3 大型电力变压器保护研究的现状和发展趋势
• 1.3.1 大型变压器保护研究的现状
• 1.3.2 变压器保护的发展趋势
• 1.4 本论文的主要工作
• 第二章 大型变压器数字式差动保护原理
• 2.1 变压器故障和不正常运行工况的简介
• 2.2 大型变压器数字式继电主保护的原理
• 2.2.1 保护起动判定
• 2.2.2 差动速断保护
• 2.2.3 比率制动的差动保护原理
• 2.2.4 变压器差动保护常规接线
• 第三章 基于暂态变量的大型变压器励磁涌流识别
• 3.1 励磁涌流的概述
• 3.2 识别变压器励磁涌流的一般原理和方法
• 3.2.1 利用变压器电流量判别励磁涌流
• 3.2.2 利用变压器电压量鉴别励磁涌流
• 3.2.3 同时利用电压和电流量的原理
• 3.3 基于暂态变量的磁链增量比算法
• 3.3.1 单相变压器
• 3.3.2 三相变压器
• 第四章 大型变压器保护模型及仿真
• 4.1 仿真软件的简介
• 4.2 数学建模和仿真
• 4.2.1 励磁涌流
• 4.2.2 内部绕组故障
• 第五章 大型变压器继电保护装置的设计
• 5.1 硬件电路设计
• 5.1.1 硬件总体结构
• 5.1.2 主要器件的选择和功能特点
• 5.2 软件设计
• 5.2.1 软件总体结构设计
• 5.2.2 软件开发工具及环境
• 5.2.3 部分程序代码
• 5.3 调试过程和结果
• 第六章 结论与展望
• 6.1 论文小结
• 6.2 前景与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文