電力變壓器工作原理及保護

（6）在CT接入系統(tǒng)容量變化或新裝保護投入運行時，不可忽略根據(jù)差動保護區(qū)內(nèi)短路故障時穿越變壓器的最大短路電流和實測的差動回路二次負荷，校核保護用CT的10%誤差曲線是否滿足要求，確保CT在10%誤差范圍內(nèi)。否則在故障時差動保護可能拒動、誤動。

（7）注意合理整定各定值。實際運行中時有因定值不合理發(fā)生保護誤動的現(xiàn)象。需要注意的是，有的運行部門通過提高啟動電流來提高差動保護的可靠性，但這卻降低了內(nèi)部輕微故障的靈敏度。實際上，差動保護的啟動電流、拐點電流、斜率對靈敏度都有相互的制約關(guān)系。

（8）采用新的保護原理。如標積制動原理有很高的靈敏度，但它對相位特性特別敏感，容易誤動，如果采取特殊的抗CT飽和措施，即可消除這個缺點，從而提高保護動作的可靠性?！?】

基于電壓/電流相似性的差動保護可通過在特定時間段內(nèi)比較變壓器電源端電壓和差動電流波形的相似性來區(qū)分變壓器內(nèi)部故障和勵磁涌流，能在很短時間內(nèi)動作（20ms）且不受CT飽和影響?！?】
虛擬三次諧波的差動保護是用一個虛擬的波形代替第2.5周期，該波形與第1.5周期幅值相同符號相反。由于波形對稱，頻譜中只有基波和奇次諧波分量，且三次諧波含量比其它諧波都大，這樣就可明顯提高差動保護的速度?！?】

基于人工智能的差動保護是借助模糊邏輯算法計算磁通差動電流微分曲線、諧波約束條件以及比率差動特性曲線，然后對計算結(jié)果進行分析判別勵磁涌流何內(nèi)部故障，這種保護速度快，能在3/4周期內(nèi)作出反應(yīng)，可適用于各種類型的變壓器?！?0】【11】基于能譜分析的差動保護使用特殊設(shè)計的互感器捕捉暫態(tài)電流中的高頻分量，進而求出原/副邊的差動電流和平均電流，再抽取相應(yīng)的能譜作為動作和約束條件，能譜的數(shù)值差別用于區(qū)分內(nèi)部故障和外部故障?！?2】

基于小波變換的差動保護應(yīng)用小波分析提取涌流和故障電流的特征，具有很高的辨析度。結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對變換結(jié)果進行診斷分析將進一步提高保護的準確性和可靠性。【13】

6、微機變壓器保護設(shè)計開發(fā)實例

根據(jù)以上考慮而設(shè)計開發(fā)基于高性能CPU的微機變壓器成套保護，經(jīng)過靜模、動模試驗及實際現(xiàn)場運行證明，能夠有效提高變壓器保護的可靠性，其配置及主要功能如下。

（1） 保護配置：變壓器本體保護裝置具有十路非電量重動和動作指示，提供有兩路斷路器操作回路或兩路電壓并列操作；變壓器主保護具有能滿足四側(cè)電流輸入的差動速斷保護和二次諧波制動比率差動保護，同時具有CT斷線閉鎖、冷控失電延時跳閘、十路非電量動作記錄、一路斷路器操作回路、故障錄波等；后備保護裝置具有復(fù)壓閉鎖方向過流I/II/III段保護、零壓過流I/II/III段保護、間隙放電零序過流保護、零序過壓保護、過負荷保護，以及閉鎖有載調(diào)壓、啟停風(fēng)扇控制、可編程接點輸出、虛擬遙信上傳、多時限相電流及零序保護、操作回路、故障錄波等，可作為各側(cè)的后備保護；

（2） 主保護

主保護要求各側(cè)CT都按Y形接線，且各側(cè)CT極性均指向變壓器。不需通過外部接線進行角度變換，裝置內(nèi)部能自動進行相位校正，并通過計算出的修正系數(shù)使各側(cè)電流達到平衡。如為兩圈變，把中壓側(cè)容量整定為零即可。

1）差動電流速斷保護：采用三相差動電流中任一相大于差動電流速斷定值時瞬時動作出口的策略，不受任何閉鎖條件約束，快速切除變壓器區(qū)內(nèi)發(fā)生的嚴重故障。根據(jù)微機保護的特點，該保護判據(jù)采用可變數(shù)據(jù)窗的兩種算法實現(xiàn)。一種用于保護啟動后初始階段的快速判斷，加快出口動作速度；另一種計算更準確，可以在啟動一個周波后隨時瞬動出口。定值按躲過勵磁涌流、最嚴重外部故障時不平衡電流、CT飽和等整定。

2）比率差動保護： 比率差動采用三段動作曲線，能夠有效避開正常運行時的不平衡電流、外部短路時的誤差及勵磁涌流?？蛇x擇二次諧波交叉制動方案，即一相涌流發(fā)生時同時閉鎖三相差動電流；也可選擇按相制動方案，即一相涌流發(fā)生時只閉鎖本相差動元件。

3）CT飽和時的特殊處理：比率差動保護設(shè)有CT飽和特殊處理區(qū)。對于發(fā)生在被保護變壓器區(qū)外故障引起的CT飽和，可以通過高值的初始制動電流檢測出來，此電流會將工作點短暫地移至特殊處理區(qū)內(nèi)。反之，當(dāng)變壓器區(qū)內(nèi)故障時其工作點會立即進入動作區(qū)，不會進入特殊處理區(qū)。因此，根據(jù)故障發(fā)生的最初半個周期內(nèi)測量值引發(fā)的工作點是否在特殊處理區(qū)內(nèi)判斷CT是否飽和，一旦檢查出外部故障引起CT飽和，則自動閉鎖比率差動保護直到整定時間到再解除。在外部故障引起CT飽和閉鎖比率差動保護期間，如果此后故障改變或變壓器區(qū)內(nèi)發(fā)生故障，則工作點會穩(wěn)定地連續(xù)兩個周期工作在動作區(qū)內(nèi)，閉鎖立即解除，并可靠地檢查出被保護變壓器的故障而迅速動作。

4）CT斷線報警：裝置判別為CT斷線時延時發(fā)出預(yù)告信號，還可選擇是否閉鎖比率差動保護，CT斷線消失后延時返回。瞬時CT斷線判據(jù)僅在比率差動啟動后投入且動作后不報警，CT斷線閉鎖比率差動保護僅在負荷電流大于比率差動啟動電流時投入，負荷電流較小時僅有延時報警而不閉鎖差動保護。裝置還能有效區(qū)分匝間短路等不對稱故障與實際的CT斷線。