鉴别变压器励磁涌流新方法的研究

论文摘要

变压器空载合闸或外部故障切除时会产生励磁涌流,而运行中匝间或匝地短路时会产生内部故障电流。变压器主保护选择差动在原理上存在不足,带来的问题就是如何准确鉴别励磁涌流和故障电流。由于励磁涌流的复杂性,本文在大量仿真和试验的基础上,综合两种电流的特点,提出了一种鉴别励磁涌流的新方法。该方法基于励磁涌流偏于时间轴一侧和故障电流接近正弦波的特点,以周波内最值差别和归一化面积作为综合判据鉴别非对称的励磁涌流,而对于对称的励磁涌流,以后半周波内一部分数据与同窗长的标准正弦波的2-范数的平均标准差作为判据进行鉴别。仿真和试验验证了方法的正确性和可行性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 励磁涌流和故障电流
• 1.2.1 励磁涌流产生的原因及特点
• 1.2.2 内部故障电流的特点
• 1.3 课题的研究现状
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 鉴别变压器励磁涌流和内部故障电流的方法
• 2.1 利用电流波形特征识别法
• 2.1.1 二次谐波制动原理和间断角原理
• 2.1.2 波形对称原理
• 2.1.3 采样值差动
• 2.1.4 波形比较法
• 2.1.5 波形上下对称系数法
• 2.1.6 1/4 周波面积法
• 2.1.7 波形正弦度特征法
• 2.1.8 波形拟合法
• 2.2 数字信号原理的方法
• 2.2.1 波形相关性分析法
• 2.2.2 数学形态法
• 2.2.3 误差估计法
• 2.3 磁通特性识别法
• 2.4 等值电路法
• 2.5 功率差动法
• 2.6 变压器回路方程法
• 2.7 模糊逻辑的多判据法
• 2.8 神经网络法
• 2.9 联合时频分析法
• 2.10 方法的总结
• 2.11 本章小结
• 第三章 变压器励磁涌流和内部故障电流的仿真与试验
• 3.1 电磁暂态程序EMTP 简介
• 3.2 变压器的铁芯模型及磁滞曲线的获得
• 3.3 计算励磁涌流的变压器仿真模型
• 3.3.1 T 型等效电路的励磁涌流仿真模型
• 3.3.2 单相饱和双绕组变压器励磁涌流的仿真模型
• 3.3.3 三相饱和双绕组变压器励磁涌流的仿真模型
• 3.3.4 BCTRAN 模型的仿真
• 3.3.5 故障切除时变压器励磁涌流的仿真模型
• 3.4 计算内部故障电流的变压器仿真模型
• 3.4.1 变压器仿真的数学模型
• 3.4.2 正常时变压器模型参数的计算
• 3.4.3 故障变压器模型的参数计算
• 3.5 变压器典型工况的仿真
• 3.5.1 动模试验系统及内容的简介
• 3.5.2 试验变压器的仿真验证
• 3.6 结论
• 第四章 区分变压器励磁涌流和内部故障电流的新方法
• 4.1 新方法的基本原理与试验结果
• 4.1.1 新方法的基本原理
• 4.1.2 试验结果
• 4.2 与1/4 周波面积法和波形正弦度方法进行比较
• 4.3 仿真验证
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况