收藏本站
收藏 | 论文排版

大型变压器保护新原理研究和装置研制

邓祥力  
【摘要】:大型变压器作为电力系统的关键互联节点和功率交换枢纽,对整个电力系统的安全稳定运行和供电可靠性具有重大影响。同时,大型变压器结构复杂、造价昂贵,一旦遭到损坏,检修难度高,时间长,经济损失巨大。迄今,经过多年的努力,我国大型变压器保护装置的整体性能已取得了长足进步,但总体上正确动作率仍相对偏低。虽然造成这一局面的原因复杂,但在保护原理以及实现技术方面存在的不足是导致变压器保护发生误动或拒动的重要原因。一方面,大型变压器正常工作时铁芯磁密高,饱和倍数降低,使得传统的基于谐波制动原理的变压器保护性能劣化;绕组绕制工艺的改进,导致变压器内部匝间故障增多,对保护动作灵敏度提出了更高要求。另一方面,变压器结构形式以及与外部电网的互联方式多样,运行工况复杂,需要变压器保护对此具有良好的适应能力,同时,保护系统运行环境的复杂化也需要高可靠性的硬件平台予以支持。因此,进一步深化变压器保护原理的研究,研制开发高性能的变压器保护装置,对保证变压器的运行安全,提高电力系统的稳定运行水平和供电可靠性具有非常重要的理论和现实意义。 论文首先对变压器保护的研究和应用现状以及存在的主要问题进行了分析和综述,在此基础上,重点围绕着变压器内部故障暂态仿真、变压器保护新原理以及通用型大型变压器保护装置的实现技术等方面开展了系统的研究和开发工作。 变压器内部故障仿真是进行变压器保护原理研究的重要基础。变压器内部故障形式多样,其中最主要的基本故障类型是各类匝间短路和单相接地短路。论文以EMTP仿真工具中的多绕组变压器模型为基础,建立了适用于变压器内部匝间和接地故障暂态仿真的计算模型。针对模型中各绕组电感参数难以确定的技术难题,从简化参数计算,易于工程应用的角度,提出了一种基于有限动模试验或现场录波数据,通过最小二乘拟合算法确定变压器绕组电感参数的建模方法。该方法根据多绕组变压器微分方程组,把故障绕组分为短路绕组和正常绕组两部分,使用最小二乘拟合方法确定故障绕组的自感和互感参数,并由此拟合出短路绕组漏感耦合系数曲线。根据该拟合曲线和变压器短路绕组的匝数百份比,计算出变压器仿真模型的各绕组参数,从而可实现对任意匝间或接地短路故障的建模和仿真。动模试验验证了该方法的有效性。 在变压器保护新原理研究中,基于变压器等值电路模型的保护原理为变压器保护性能的改善提供了一条新的途径,而模型参数的求解是该类保护应用中需要解决的关键问题之一。论文针对现有参数辨识算法在变压器稳态运行时无法求解的问题,提出了一种新的参数辨识算法以及基于统计量的参数辨识结果收敛判别标准。仿真研究表明,在变压器正常运行、空载合闸或区外故障等各种工况下,基于新模型的参数辨识算法均能准确辨识出变压器绕组参数的真实值。 传统的基于谐波制动原理的变压器差动保护受谐波影响大,动作时间长,对小匝数匝间短路灵敏度较低。针对此问题,论文提出了一种基于变压器等值回路平衡方程和等效励磁电感的变压器主保护综合判据。等值回路平衡方程判据能够对变压器内部严重故障实现可靠保护,而等效励磁电感判据可有效提高保护对匝间故障的灵敏度。仿真结果表明,所提出的保护新原理不受励磁涌流的影响,动作速度快、灵敏度高。 采样值差动保护以动作速度快、受励磁涌流和CT饱和影响小等独特优势受到了广泛关注。其在实际应用中面临的突出问题是定值的整定比较困难。论文以模值和制动方式的采样值差动保护为例,对影响保护灵敏度和安全性的主要因素进行进行了分析,给出了采样值差动保护定值的合理整定范围。仿真结果验证了上述结论的正确性。 为了加快差流速断保护动作速度,提高抗CT饱和的能力,提出了一种基于小矢量算法的快速差流速断保护方案。论文分析了四分之一周波数据窗的小矢量算法与全周傅氏算法的内联关系,导出了两种算法间的关联矩阵,研究了小矢量算法的幅频特性,提出了快速差流速断保护的实现方案。静模测试和动模试验验证了所提出的保护方案的可行性。 在上述理论研究和仿真分析的基础上,从大型变压器保护的实际需求出发,提出了通用型大型变压器保护装置的总体技术方案,并完成了保护装置的硬件设计和软件开发。硬件平台采用DSP和ARM并行工作模式,资源丰富,扩展性好,能够很好的满足统一保护软件的研发需求;通过特殊工艺设计,提高了保护装置运行的可靠性和抗干扰性能。基于保护元件模块化和动作逻辑透明化的软件设计方法,使得保护程序的开发和测试更加方便,高效,并具有良好的功能调整和扩展能力,以满足不同运行现场的应用要求。所研制的保护装置已通过了国家相关质检部门的性能测试,并在工程实际中应用,取得了良好效果。 论文最后对全文进行了总结,并对下一步的研究工作进行了展望。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 胡香玲,冯浩,华亮;基于RBF神经网络的变压器保护[J];电气应用;2005年10期
2 江庆霞;韩凤玲;刘兵;;变压器瓦斯继电器动作原因分析[J];内蒙古电力技术;2007年06期
3 唐猛;;变压器励磁涌流的特性与其识别方法的比较研究[J];机电信息;2010年36期
4 张冬梅;;变压器保护若干问题的研究[J];科技资讯;2009年06期
5 刘建飞,张振华,张忠理,任冰,杨奇逊;综合自动化变电站主变压器的保护与监控[J];电力系统自动化;1998年10期
6 赵永彬,陈笑雁;多原理的数字式变压器保护的应用[J];电力系统及其自动化学报;2004年05期
7 吴晖,范继南,蔡师民;两相电流法微机差动保护试验的原理及应用[J];福建电力与电工;2005年02期
8 贺勋;束洪春;李立新;;变压器和应涌流现象分析及应对措施[J];电气应用;2006年04期
9 张默;;谈地铁供电系统中的变压器保护及故障解决[J];企业科技与发展;2010年16期
10 潘丁;陈喜峰;;变压器纵联差动保护的分析与探讨[J];继电器;2006年04期
11 吕志娟;刘万顺;龚延萍;;利用电流波形特征识别变压器励磁涌流和故障电流[J];电力系统自动化;2006年19期
12 关海川;高仕斌;;参数辨识在SCOTT变压器保护中的应用[J];继电器;2008年04期
13 刘静华;;浅谈变压器保护的选择[J];中国电力教育;2011年21期
14 刘力丰;高中德;杨奇逊;佐佐木博司;;电力变压器继电保护设计的专家系统[J];华北电力大学学报;1993年04期
15 徐春林;变压器“暂态饱和”对差动保护的影响[J];中国科技信息;2005年11期
16 金凤羽;李正明;孙俊;;基于暂态变量的大型变压器保护[J];电气时代;2006年08期
17 周鼎;李波;钱家阳;李杨;;变压器复压过流保护不正确动作原因分析[J];电网与清洁能源;2008年08期
18 胡晓哲;闫钿;;动态小波在变压器励磁涌流识别中的应用研究[J];电脑知识与技术;2009年04期
19 任凤娟;孙彦楷;;变压器新差动保护技术研究[J];电子质量;2010年01期
20 刘冬梅;徐志成;孙文革;魏成伟;马瑞军;;AREVAP143型保护装置在变压器保护中的应用[J];新疆职业大学学报;2010年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 于忠斌;丁恩杰;崔连成;;西门子“差动保护7UT51/61”在变压器保护中的应用[A];第十四届全国煤矿自动化学术年会暨中国煤炭学会自动化专业委员会学术会议论文集[C];2004年
2 陈福锋;钱国明;;线路距离保护作为变压器后备的定值整定[A];2008中国电力系统保护与控制学术研讨会论文集[C];2008年
3 郑明伟;何攻;古志明;黎斌;;基于绕组回路平衡方程的220kV龙井站主变保护应用研究[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年
4 戚矛;;变压器失灵保护回路的设计改进[A];华东六省一市电机(电力)工程学会输配电技术研讨会2006年年会论文集[C];2006年
5 刘利成;;微机型变压器保护的缺陷及改进[A];华东六省一市电机(电力)工程学会输配电技术研讨会2005年年会论文集[C];2005年
6 张雪松;何奔腾;;变压器励磁涌流的相移比较鉴别方法[A];中国水力发电工程学会继电保护专业委员会成立大会暨学术研讨会学术论文集[C];2005年
7 刘利成;韩学民;;微机型变压器保护的缺陷及改进[A];华东六省一市电机(电力)工程学会输配电技术研讨会2006年年会论文集[C];2006年
8 刘利成;韩学民;;微机型变压器保护的缺陷及改进[A];第四届安徽科技论坛安徽省电机工程学会分论坛论文集[C];2006年
9 李克亮;王文利;常欣;;基于动态阻抗特性的变压器励磁涌流判别方法[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
10 张志强;哈恒旭;魏燕;谭雨珍;;变压器保护的现状及其发展趋势[A];2008中国电力系统保护与控制学术研讨会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邓祥力;大型变压器保护新原理研究和装置研制[D];华中科技大学;2011年
2 李贵存;变压器仿真与保护新算法的研究[D];华北电力大学;2001年
3 贺达江;阻抗匹配三相变四相平衡变压器研究[D];湖南大学;2009年
4 郑涛;变压器数字仿真和数字式主保护新原理的研究[D];华北电力大学(北京);2005年
5 马静;变压器主保护新原理和新算法的研究[D];华北电力大学(河北);2008年
6 韩正庆;变压器仿真计算模型与保护原理研究[D];西南交通大学;2006年
7 魏鲁原;基于多蚁群算法的电力变压器故障定位方法研究[D];中国矿业大学;2011年
8 林国松;牵引供电系统新型保护与测距原理研究[D];西南交通大学;2010年
9 高仕斌;高速铁路牵引供电系统新型保护原理研究[D];西南交通大学;2004年
10 郝文斌;变压器暂态仿真模型及基于支持向量机的变压器保护原理研究[D];西南交通大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 方愉冬;基于小波变换的变压器保护原理探讨及实现[D];浙江大学;2002年
2 吴大立;新型变压器保护的研究[D];华中科技大学;2004年
3 吴俊;基于32位浮点DSP的变压器保护的研制[D];浙江大学;2004年
4 梅勇;大型变压器微机保护的研究[D];华中科技大学;2004年
5 刘世民;一种用于变压器保护装置的仿真测试系统的研制[D];华北电力大学(北京);2003年
6 吴颖;补偿型变压器电流差动保护方法研究[D];东北电力大学;2011年
7 张荣海;变压器励磁涌流的识别与抑制技术研究[D];重庆大学;2010年
8 郭蕾;阻抗匹配平衡变压器的暂态仿真与分析[D];西南交通大学;2005年
9 陈军;基于波形不对称系数的新型变压器差动保护[D];天津大学;2005年
10 李凤荣;变压器纵差动保护及励磁涌流识别技术的研究[D];华北电力大学(北京);2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 邹晓文;法开发出“变压器保护器”[N];中国工业报;2003年
2 江西 欧阳金秀 谭明裕;变压器继电保护常见问题分析与处理[N];电子报;2011年
3 辜文金 杜天其 万红卫;多项措施严防变压器被盗[N];国家电网报;2007年
4 李春华 付莹;北京220千伏变压器保护微机化率100%[N];国家电网报;2009年
5 张晨曦 郭静雅;给市民一个温暖的元旦假期[N];国家电网报;2009年
6 蔡玉高;南瑞继保:创新打破国际垄断[N];经理日报;2006年
7 本报记者 薛海燕 通讯员 陈雯瑾;南瑞继保:锐意创新树品牌[N];经济日报;2007年
8 芮文;南瑞继保自主创新显威力[N];中国电力报;2006年
9 张星宙;筑起电网安全防线[N];中国电力报;2007年
10 本报记者 王伟;南瑞继保:持续创新为电网保驾护航[N];工人日报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978