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基于励磁电感参数识别的变压器励磁涌流判别方法的研究
康小宁,何璐,邵宝珠,王桂林,李森
(西安交通大学电气工程学院,陕西西安 710049)
摘要:基于励磁电感参数识别的变压器励磁涌流判别方磁电感 Lm 约为常数,而 Lm 减小意味着铁心开始
法是基于单相双绕组变压器模型提出的,无法应用于不能饱和,由此可以作为励磁涌流判别依据[2]。
直接测量接线侧绕组相电流的三相变压器。本文对此算如图 1 所示为单相两卷式变压器的简化模
法进行了改进,使其能直接应用于接线侧电流互感器接
型,设变压器变比为 1:1,L1 和 L2 为两侧绕组
于绕组外的三相变压器,并通过动模试验验证了该方法的
的漏电感,并假定 L =L =L,同时考虑 I =I
正确性和判据的有效性。 1 2 d A
-Ia 可得:
关键词:变压器;励磁涌流;瞬时励磁电感 d( I I )
U U( L 2 L ) A a (1)
A a m dt
0 引言通常情况下 Lm>>L,因此可以得到:
变压器作为电力系统主要设备在电力系统安
全运行中起着重要作用。差动保护原理简单,动
作灵敏,几十年来一直用于变压器主保护,但如
何准确有效的识别变压器的励磁涌流和内部故障
电流一直是差动保护的难点。产生励磁涌流的最
根本原因在于变压器励磁支路由于铁芯饱和而导
致的非线性[1]。基于磁通特性的识别方法,是从
励磁涌流产生的本质原因-变压器铁芯饱和特性图 1 两卷变压器简化模型
U U
出发,根据励磁特性曲线的变化来识别励磁涌流 A a
2
[2] [3] Lm (2)
和内部故障电流。采用磁通制动原理可以有 d( IA I a )
效的减小谐波分量变化带来的影响,其中基于励 dt
根据变压器的励磁曲线,当铁心未饱和时,
磁电感参数识别的方法是利用在出现励磁涌流
约为常数,而减小意味着铁心开始饱和,
时,变压器的励磁电感急剧变化,而在正常运行 Lm Lm
由此可以作为励磁涌流的判别依据。
或故障时励磁电感基本不变的特征来区分励磁涌
当将此算法用于三相变压器的时候,以图
流与内部故障电流。但是这个原理是基于单相双 2
所示的采用- 的双绕组变压器为例,图中
绕组变压器模型提出的,仅适用于能直接测量绕 Yn d11
变量的下标 a、b、c 表示侧三相,A、B、C 表
组相电流的 3 个单相变压器组成的三相变压器
示 Y 侧三相,i 、i 、i 表示侧三相线电流,
组。而对于侧电流互感器接于绕组外的三相三 La Lb Lc
变压器两侧电流的正方向如图中箭头所示。假设
柱式或三相五柱式变压器,由于侧绕组内部的
变比为: 。
环流不易测出,因而使得此种方法的使用受到限 1 1
假设变压器侧 TA 接于绕组外侧,即只能
制。本文中以 Yn,d11 接线的三相变压器为例,
测量到侧的线电流,由于以上推导出的涌流判
对基于励磁电感参数识别的励磁涌流判别方法进
据需要用到相电流,因此设想采用将 Y 侧的入地
行了改进,使此算法能应用于不能直接测量接
电流即零序电流通过变压器变比折算到侧,求
线侧绕组相电流的三相变压器,并通过动模试验