论文总字数：27984字

摘 要

变压器是电力系统中的一个非常重要的电力设备，对其工作的安全稳定运行有着极高的要求。变压器的主要保护为差动保护，在其未投入工作时可能会存在极性接反的问题，在此情况之下必须要进行综合测试。如何针对整个主变压器差动保护极性进行合理测试，这是人们需要面临的共同问题。本论文是利用电磁环流进行主变压器差动保护极性测试的研究，是在无负荷或负荷非常小的情况下进行的。

完成的主要工作如下：分析了变压器工作时的不正常状态以及故障状态，分析变压器保护的配置的适用场合、原理、以及所发挥的作用。

分析变压器差动保护误动作的因素，根据这些因素提出解决问题的方法。接着分析变压器差动保护极性的判断，提出常规变压器差动保护极性测试的方法，并指出某些不足。着重分析两台变压器并列运行所产生的电磁环流,在无负荷时，通过无功流向判断变压器差动保护极性，并针对该方法进行Simulink仿真，得出该方法可以实现。

关键词：电磁环流；主变压器；差动保护；极性

Research on polarity test of main transformer differential protection using electromagnetic circulating current

Abstract

Transformer is a very important power equipment in the power system, which has high requirements for its safe and stable operation. The main protection of transformer is differential protection. When it is not put into operation, the polarity may be reversed. In this case, comprehensive test must be carried out. How to test the polarity of the whole transformer differential protection is a common problem that people need to face. In this paper, the polarity test of main transformer differential protection is studied by using electromagnetic circulating current, which is carried out under the condition of no load or very small load.

The main work is as follows: the abnormal state and fault state of the transformer are analyzed, and the applicable occasions, principles and functions of the transformer protection configuration are analyzed.

This paper analyzes the factors of transformer differential protection misoperation, and puts forward the solutions according to these factors. Then, the judgment of the polarity of transformer differential protection is analyzed, the method of conventional polarity test of transformer differential protection is proposed, and some shortcomings are pointed out. This paper focuses on the analysis of the electromagnetic circulating current generated by the parallel operation of two transformers. When there is no load, the polarity of the transformer differential protection is judged by the reactive power flow direction. The Simulink simulation is carried out for this method, and it is concluded that this method can be realized.

Key words: electromagnetic circulation; Main transformer; Differential protection; Polarity

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 课题的背景与意义 1

1.2本课题的历史和现状 2

1.2.1本课题的历史 2

1.2.2本课题的现状 2

1.3本课题的发展方向 3

1.3.1人工神经网络的应用 3

1.3.2模糊原理的应用 4

1.3.3专家系统的应用 4

1.3.4自适应技术的应用 4

1.4本论文的主要工作 4

第二章 电力系统变压器保护分析 5

2.1变压器不正常状态及故障分析 5

2.1.1变压器不正常工作状态的分析 5

2.1.2变压器故障的分析 6

2.2变压器主保护配置讨论与分析 7

2.2.1瓦斯保护 7

2.2.2纵差动保护或电流速断保护 8

2.3变压器后备及非电量保护配置讨论与分析 11

2.3.1变压器外部相间短路和接地短路时的后备保护 11

2.3.2变压器的接地短路时的后备保护 12

2.3.3过负荷保护 13

2.3.4过励磁保护 14

2.3.5其他非电量保护 14

2.4影响变压器差动保护正确动作的因素分析 14

2.4.1励磁涌流引起变压器差动保护的误动作 15

2.3.2 TV二次回路断线引起变压器差动保护的误动作 16

2.3.3 区外故障引起的差动保护的误动作 16

2.3.4 TA极性与接线引起的差动保护的误动作 17

2.5本章小结 17

第三章 主变压器差动保护极性测试 18

3.1差动保护极性的判断 18

3.1.1极性的含义 18

3.1.2电流互感器极性 18

3.2常规变压器差动保护极性测试方法 18

3.2.1带电容器测试差动极性 19

3.2.2 一次升流测试差动极性 19

3.2.3利用保护装置录波测试差动极性 19

3.3变压器电磁环流的原理 19

3.2.1 变压器并列运行的条件 19

3.2.2 变比不等的两台变压器并列运行 20

3.4并列运行变压器电磁环流计算实例 21

3.5本章小结 22

第四章 基于Matlab对主变差动保护极性测试的仿真 23

4.1 Simulink介绍 23

4.1.1 Simulink简介 23

4.1.2 功能 23

4.1.3 特点 23

4.2利用电磁环流测试主变压器差动保护极性方法 24

4.3仿真系统的建立及模块介绍 25

4.4系统仿真运行结果与分析 28

4.4.1 1号主变高中压侧电流波形 28

4.4.2 2号主变高中压侧电流波形 29

4.5本章小结 29

第五章 结束语 30

致谢 31

参考文献 32

第一章 引言

课题的背景与意义

现代社会，电能的使用渐渐的替代了石油、煤碳等传统能源的使用，人们的消费理念更趋向于环保，如今我国经济建设和电力行业不断持续地发展，人们的生活早已变得越来越方便，电能的使用已经融入到了人们生活的方方面面。

我国电网正在发展成为世界上电压等级最高、输送容量最大、送电距离最远、技术含量最丰富、运行特性最复杂的电网[^[1]]。但随着我国电力系统发展水平的逐步提高，整个电力系统电网构造更加复杂，自动化成为了整个电力系统必然的发展趋势，电力系统每年的容量、发电量以及用电量都在快速增长，渐渐地为客户带来了高质量的电力服务。2007年中国的第一条750kV交流输电线路已投入运行，2008年底特高压交流1000kV示范工程的线路已投入试运行[^[2]]。但是在电力系统运行的过程中非常容易受到来自外部或内部等多种因素引起的影响造成故障问题的出现，当系统发生故障时，如果处理的不妥当，局部的非常小的故障就很有可能会波及更大范围，严重时甚至会导致全局性的停电大事故，这将会对人们造成巨大的经济损失，也会造成不良的社会影响。电力系统的电网的越来越复杂使得故障出现的情况变得比以前任何时候所要面对故障出现的情况处理起来更加困难,这不仅对电力系统继电保护提出了新的挑战，同时也对系统的安全稳定运行有了更深层次的要求。

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