第二章單相干式變壓器勵磁涌流分析(下)

2.3涌流識別方法概述

為了防止勵磁涌流引起縱聯差動保護誤動，需要根據勵磁涌流的特點增加閉鎖環(huán)節(jié)。目前常用的勵磁涌流識別方法主要有二次諧波制動、間斷角識別和波形對稱原理，簡單可靠，是干式變壓器雙保護的主要配置。

2.3.1二次諧波原理

二次諧波制動的原理是根據勵磁涌流中大量偶次諧波的特點，在檢測到差動電流中的二次諧波含量大于設定值時，將差動保護閉鎖，以防止勵磁涌流引起的誤動作[5]。

行動準則是：

L2喬戈里I1(2-4)

其中L2是差動電流的二次諧波分量，I1是基波分量，K2是二次諧波制動系數。

二次諧波原理是內外應用較廣泛、較成熟的勵磁涌流制動方法。但是在長期的野外使用中，發(fā)現的問題越來越多，目前的文獻總結如下：

1.設定值的選擇。

目前干式變壓器二次諧波制動一般采用15%的閾值，根據飽和磁通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”制動方案。但由于現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，當三相在不同時間接通時，瞬態(tài)過程可能會將干式變壓器某一相的剩磁推到0.9以上，使其進入深度飽和。閾值高的話，有些情況下勵磁涌流不能可靠制動，但閾值低的話，會影響差動保護的快速性。如何確定較終的閾值需要進一步研究。

2.差動保護被二次諧波制動，保護性能變差。

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

(2)部分變壓器因內部故障空載合閘。在三相或門制動下，非故障相的勵磁涌流使差動保護合閘后閉鎖，使保護只能在勵磁涌流衰減后動作，從而對干式變壓器造成嚴重損壞。

為了更精確地制動二次諧波，文獻6提出了一種基于附加鑒相的改進的二次諧波方案。根據干式變壓器勵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)，通過鑒相自適應調整二次諧波制動比，在0和180左右自適應降低二次諧波制動比，以保證大型電力干式變壓器勵磁涌流特性不明顯時差動保護可靠、不誤動。但本文以單相干式變壓器為分析對象，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系。

圖2-6單相勵磁涌流中基波和二次諧波的相位關系 #p#分頁標題#e#

綜上所述，二次諧波原理中的問題有兩個原因：

(1)由于干式變壓器的三相電流都經過轉角，所以勵磁涌流的特性與三相勵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符號和大的不連續(xù)角，而短路電流波形是連續(xù)不中斷的。同時，為了防止對稱涌流引起的保護誤動，根據對稱涌流波寬小的特點，增加了一個波寬判據，其判別方程為[7，8]:

(2-5)

其中，J和k Wan為微分電流導數的間斷角和波寬角，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雜，間斷角的保護一般采用按相制動的閉鎖邏輯，對原理的可靠性要求很高。然而，在現實中，一些技術瓶頸使得它在數字差動保護的應用中不是很有效[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)角可能會消失。然而，由于干式變壓器鐵心勵磁特性的非線性，不連續(xù)角很難準確恢復。

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

1來源：百度文庫