6微机变压器保护的现状及其原理的模糊化分析刘新疆钢铁集团有限责任公司能源中心基于模糊多判据的变压器保护算法综合了几种不同原理的算法，利用模糊数学使几种判据优势互补，在原理上提高了变压器保护的可靠性和灵敏性。

　　1概述大型电力变压器是电力系统中极其重要的元件，它的安全与否，直接关系到电力系统能否连续稳记地工作，当变压器发生故障时，应尽快地跳开故障变压使损失降低到小限，变乐器保护在非故障如励磁涌流过励磁等情况下的误动也将给电力承统造成巨大损免因此实代十付变祝器保护提出了很高的要求，包括可依赖性不拒动安全性不误动速动性和足够的灵敏度由于大型变压器保护所采集的量比般的线路保护要客得多，其运算呈也成倍地增长，近年来，微机保护在电力系统中得到了广泛的应甩目前，次谐波制动原现的差动保护仍然是变乐器保护的主要形式，由于变压器本身的复杂性，该原理的保护在实践中的正确动作率不是很高。从实际运行情况看，变压器保护的正确动作率仅为67这给变压器木身和屯力系统的安全运厅带来很大挑战随力大容景变压器应用的日益增多以及电力系统其它大素的影响，传统的变压器保护兑法已无法完令，应电力系统新的要求，因此有必要对变压器保护展开新的研宄工作。

　　近年来，变压器保护算法中，有几种理论比较突出，比如说波形比较原理功率差动原理低电压判据等等。但每种理论都有其相应的缺陷，必须与其它保护算法在起才能提高其可靠性。基于模糊多判据的变压器保护算法综合了几种不同原理的算法，利模糊数学使几种判据优势互补，原理。提高了免压器保扩的可靠性和4敏性2大型变压器微机保护装置的现状21传统次谐波制动方式的局限性在变压器空载合闸或负载分闸时会产生励磁涌流，励磁涌流波形有很大的间断角，存在较高的次谐波分量般情况下大于基波分量的而内部故障怙况次谐波分试较小般小于基波分量某门槛值时闭锁差动保护。

　　目前我国电力变卡器广泛采用次谐波制动原铨的差动保护。随着屯力系统屯压等级的提高和容+的扩大，长线带变乐器及变乐器低压侧装设电容或电抗器进行无功补偿或吸收的情况经常出现，变压器区内故障出现时也会产生大量谐波；另外，如果变压器空载合闸到内部故障时，亦会产生大量的谐波，这将导致次谐波制动原理的保护延时动作，甚至拒动现代变报器铁心广泛采高导磁冷乳晶粒硅钢材料，铁芯饱和点低且剩磁较大，使得励磁涌流中某相或两相电流的次谐波分量很小，为防止励磁涌流引起的误动作，往往采叫相次谐波或制动综1所述。次谐波制动原理的励磁涌流识别方法在实际应用中存在些缺点，虽然它防止了保护在励磁涌流情况厂的误动作。但同时它也使以差动保护在变压器某些区内故障时不能灵敏动作3变压器励磁涌流的模糊多判据识别算法近年来，国内有关研宄机构对变压器励磁涌流尺为，由于变压器的非线性励磁特性，要定义个变压器的模型是十分困难的，而且影响变压器励磁油流大小的因素如闸角。腽压器漏抗等在实联系人刘平，男，35岁，本科，工程师，乌鲁木齐830022新疆钢铁集团有限责任公司能源中心动力分践中难以预测或计算，因此只有全面采集变压器的信息，利用模糊集合处理不确定性知识的能力，综合利用变压器信息，才可能实现个较为完善的保，在现有的变压器保护算法中，次谐波制动原理波形比较原理功率差动原理以及低电压加速判据良危较好的微机可实现性。以通过模糊集合理论结合这些算法来实现个高可靠性且快速动作的变压器保护新算法。

　　3.1次谐波制动原理及其判据的模糊化次谐波制动原理是目前广泛应用的算法，运经验十分小富，般取252时确定为励磁涌流，但变压器内部故障时也有可能产生较大的谐波分般可以认为次谐波请越低是故障的可能性越大，因此我们对次谐波含量取隶属函数，81与是故障的可能性1关系可以用1来。，1中为常数。

　　3.2波形比较原理及其判据的模糊化滤除直流分请的影响。先对励磁涌流和短路电流进行差分数字滤波，即述的励磁涌流和短路电流经差分滤波后的波形3经差分滤波后，励磁涌流前半波和后显然，短路屯流波形的对称度函数的位接近于0，而励磁涌流的对称度函数值比较大当然，当励磁涌流的间断角较大时。前半波和后半波的采样点都位于间断角时。此，里然，们较小。似+应认为是对称情况，所以还需设个门槛值只有当=波的波形是不对称的，而短路电流的前半波和后半波基本是对称的根据此特点。对差分电流进，差分滤波后，利用励磁涌流和短路电流的对称程度不同，就可以识别励磁涌流和短路电流设个周期内采样点数为2，对前半波采样点幻和后半波采样点4奸定义个如下的波形对称度函数样点位于间断角部分，是励磁涌流情况。

　　上述对称度函数值是故障可能性的隶屈函数。

　　它可以用如下的偏小型梯形分布来隶属函数010的分布4，它了采样点与故障情况的对应程度，0尤灸越大，采样点是故障的可能性越大经过分析，可以发现，当采样点位于故障电流的过零点时，01的值有可能为零。另外，当采样点受到干扰时，也有可能使得01的值出现较大误差。为此，取连续5个点的91沙的平均值作为识别励磁涌流的特征值，即这样，当5义幻大于某门槛值人时，即认为该采样电流是故障情况，但由于采样电流经过，丁传变后，涌流的间断角消失，所以实践明，要满足对所有的涌流情况不误动的值相应地取得较大，考虑定的裕度，取为8，这样以后，并不能保证对所有的故障情况都能快速动作，甚至出现拒动的情况现在假设个偏大型的隶属函数来解决这问对应函数分布5这样，2就成为采样电流是否有故障情况的隶属度3.3功率差动原理及其判据的模糊化在变压器正常运行情况下，变压器本身消耗的功率很小，因为对几乎所有高电压等级变压器而言，它在正常情况下的铜损和铁损不超过额定容量的悦；而在故障情况下，由于故障点的电弧放电发热，将消耗大量的有功；在涌流情况下，由于涌流有个充电过程，所以在初始阶段，它也消耗定的功率，但随着充电过程的结束，它消耗的功率越来越小；通过计算发现，在空载合闸到故障时，由于涌流和故障电流的共同作用，初始阶段消耗的有功特别大，因此可以根据这特点来判别变压器空载合闸到故障的情况，而空载合闸到故障正是次谐波制动原理和波形比较原理难以判别的情况。

　　当变压器发生区外故障时，由于变压器流过较大的穿越电流，此时变压器也消耗较大的有功，因此本判据还需结合传统的差动保护来进行，当差动电流大于整定值时，再利用差动功率来判别变压器是否处于故障状态。

　　对个绕组变压器而言，它所消耗的有功可以如下其中厂厂乃是变压器次绕组的瞬时电压电流值，对数字式保护而言，我们可以先计算变压器消耗的瞬时功率而变压器消耗的有功平均功率为现在定义个隶属函数来⑴与故障之间的关系对应函数分布6.

　　3.4低电压判据及其模糊化当变压器发生接地故障时，故障相电压会变得很小，传统的次谐波制动原理般认为当相电压低于额定值的7脱时，认为不可能发生涌流情况，但为了防止区外故隐切除后冲压汗产生的励磁涌流造成保护误动作所以在心，且，时将保护闭锁，其中，为当前时刻前周的电流和电压，为当前时刻的电压，心为变压器空载时的励磁电流为了防止保护误动，也可以把整定值定得低点，比如是1脱而不是7酚，可以用隶，度函数来解，这问，定义对应函数分布7 4多判据的综合模糊化考虑到综合利用几种励磁涌流判别方法，会使保护的可靠忡有较大的提高。而使保护动作的速度也有所改进，所以用个总的隶属度来综合上述多判据，即其中是该判据的权重，并且满足当大于某整定位，保护将出动作，则认为是励磁涌流情况人血付各判据的分析，以看出，当2，3，4等于1时，该判据可以确定为故阶，所以，引入句个加速判据，即当小2，3，4等于1时，直接出口跳闸，不受大小的限制5结束语笔荇主要是针对大型变乐器保护的主要现状和模糊化处理进行了分析，并且引入了新的算法。

　　改进后的新算法对变压器区内严重故障并没有降低判据的制动系数，事实上传统的比率差动保护对变压器区内严重故障是具有足够的动作灵敏度定程度上降低其制动系数，但正是因为变压器此时处于轻微区外故障，所以稍稍降低其制动系数并不会引起保护的误动作，因为传统比率差动保护中的制动系数根据受压器上严重区外故障此时变压器中流过很大的穿越屯流1时不误动而整定的。也即考虑了极端的情况；当然，对于变压器严重区外故障，新判据是不会降低其制动系数的，因此保证了保护在区外故障时有足够的可靠性黄贷峰。郁惟铺。赵亮，王3芬。基尸税糊多判据的划；励磁涌流识别新算法。继电2000，2.

　　2王国兴张传利。黄益庄。变压器励磁涌流判别方法的现状及发展。中国电力，1998，10.

　　3王维俭，侯炳蕴。大型机组继电保护理论基础第2版。水利电力出版社，1989 4郁惟镛，胡炎，黄登峰。基于波形识别的性和瞬时性故障的判别。继电器，1999，4.

　　5张传利，黄益庄，王国兴。变压器微机新算法的研宄及其应用。继电器，1999，3.

　　6杨奇逊。微型机继电保护基础。水利电力出版社，1988.

　　7吴斌，刘沛，陈德树。继电保护中的人工智能及其应用。电力系统自动化，1995，4.

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