浅谈变压器励磁涌流识别

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1、浅谈变压器励磁涌流识别近年来国内外学者提出了很多鉴别励磁涌流和短路电流的新原理和新方法，本文对当前应用和研究的变压器主保护励磁涌流鉴别原理进行简单的介绍。一、经典方法(1)二次谐波原理。励磁涌流中含有较大的偶次谐波分量，并且二次谐波分量最大。因此计算出差流中的二次谐波分量，如果其值较大就可以判断为励磁涌流。常用如下的判别式：Id2/Idl>K,式中：Idl、Id2分别是差流中的基波和二次谐波幅值；K为二次谐波制动比，常取值为0.15〜0.20o二次谐波制动原理简单明了，在常规保护中有较多的运行经验，用微机实现比常规保护更容易。因此

2、，目前国内外实际投入运行的变压器微机保护大都采用这个原理。(2)间断角原理。间断角原理率先由我国提出并制成样机，其模拟式保护装置已经得到应用。间断角原理是基于励磁涌流波形中有较大的间断这个特征实现其鉴别的。一般采用的判据为：当差流的间断角大于65。时，判别为励磁涌流；当间断角小于65°且波宽大于140°时，则判别为可能不是励磁涌流，并短时开放出口比率差动继电器。与二次谐波制动原理相比，间断角原理有如下优点：利用了励磁涌流明显的波形特征，能清楚地区分内部故障和励磁涌流；一般采用分相涌流判别方法，在变压器内部故障时能迅速跳闸；具备一定

3、的抗过励。间断角原理的微机实现在技术上是可行的，但硬件复杂且成本较高，在实用化过程中要作进一步经济技术分析和现场检验。(3)波形对称原理。波形对称原理是对变压器的电流波形进行分析的一种方法。首先将流入继电器的差流进行微分，将微分后差流的前半波与后半波作对称比较，根据比较的结果去判断是否发生了励磁涌流。这种方法实际上是间断角原理的推广。它的提出正是基于对励磁涌流导数的波宽及间断角的分析，但是它比间断角原理容易实现，克服了间断角原理对微机硬件要求太高的缺点。该方法的作者对其进行了仿真实验和动模实验，验证了其有效性，至于能否得到实际应用

4、，尚需时间检验。(4)高频分量原理。空载合闸产生励磁涌流时，电压有较大的跃变，从而会产生较大的高频电流；而在系统内外故障时，都不会有太大的高频电流。因此，测量出电流中的高频分量，并进行一系列的判断就能区别出励磁涌流。这种方法从根本上来说，也是间断角原理的一种推广，它也存在如下问题：对微机保护来讲，要获得髙频分量，势必提高采样频率，从而增加技术难度和成本；可能会受到系统谐波影响；能否经受环境高频噪声的考验。因此，这种方法的实用性需要进一步的研究。(5)磁特性原理。磁特性原理考虑变压器的励磁特性，能完全消除励磁涌流的影响。但需要知道绕

5、组的漏感，这在实际工作中是不太可能的。二、现代方法(1)神经网络原理。近年来，国内外学者已将神经网络应用于变压器保护领域。神经网络可以综合几种原理对电气量的采样值分别提取形成特征量来形成区分励磁涌流和内部故障的模式分类器。虽然训练好的神经网络在运行当中计算速度非常快，但在训练时，需要大量的数据，而且这些数据从现场得来非常困难。由于现场情况复杂，利用仿真训练的神经网络不太适用于实际现场。(2)利用小波理论。小波变换理论(WaveletTransformTheory)是20世纪80年代后期发展起来的应用数学分支。小波变换具有多分辨率(

6、即多尺度)的特点,可以由粗到精地逐步观察信号。因此有人把小波变换誉为分析信号的数学显微镜，已经广泛应用于包括变压器保护的励磁涌流识别在内的各个领域。文献［3］介绍了在这方面的一些研究结果，并指出其思路均为对所给信号进行波形分析，提取信号波形在不同频带下的特征量作为判别的依据。同时也指出了它们的不足：在波形提取过程中，都是以仿真实验波形为基础的，而实际波形受到的干扰更为严重，其波形中含有更多谐波，所以小波理论的实用化需要进一步分析与判断。(3)模糊集合方法。由于变压器发生故障时的特征与励磁涌流时的状态有很多相似之处，使得变压器故障的

7、区分变得非常复杂而且难以取得很好的效果。如果只是根据单一的判据，利用判据所要求的固定的整定值，总是存在着一定的局限性。所以，考虑利用模糊集合理论和模糊模式识别的方式来区分变压器的故障状态，不失为一种好的方法，所以这种理论也成为研究的热点之一。因为综合多个反映系统状态的特征量，辨识具有相似特点的不同事物，正是模糊集合理论的优势所在。大型变压器是电力系统中至关重要的设备，寻求一个安全、可靠、灵敏的变压器保护方案，一直是国内外电力系统学者们研究的热点问题。本文在对变压器励磁涌流的识别方法进行了归纳总结，将其分为经典经典方法和传统方法，为

8、工作人员识别变压器励磁涌流提供了借鉴和帮助。参考文献[l]MoisesGomez-Morante,DeniseW,NicolettiA.Wavelet-basedDifferentialTransformerProtection[J]・IEEETr