论文总字数：19304字

摘 要

变压器在电力系统中改变电压等级，一直起着至关重要的作用。它的故障将对供电可靠性和系统安全运行带来严重的影响。因此变压器需要可靠的保护，而差动保护又作为变压器的主保护。CT饱和将会引起二次波形传变的误差，从而引起差动保护的误动或拒动。如何解决CT饱和对变压器差动保护影响变成了变压器保护的重要问题。

本文主要研究了CT饱和对差动保护的影响及仿真。论文介绍了国内外对这一问题解决的现状，详细阐述了变压器保护原理和CT饱和起因和影响，以及提出了解决CT饱和的一些措施。通过MATLAB仿真技术研究得到变压器两侧CT饱和波形，并对波形进行分析研究对差动保护的影响。

关键词：差动保护；电流互感器；MALTAB；CT饱和

The influence of CT saturation of transformer differential protection and its simulation

Abstract

Transformers change the voltage level of the power system, has played a vital role. Its failure will supply reliability and safe operation have serious repercussions. Therefore, the need for reliable transformer protection, differential protection and as the main protection of the transformer. CT saturation mass change will cause secondary waveform error, causing differential protection malfunction or refuse to move. How to solve the important problem of CT saturation effect on the transformer differential protection into a transformer protection.

This paper studies the CT saturation for Differential Protection and Simulation. This paper introduces the status at home and abroad to solve this problem, elaborated transformer protection principle and CT saturation causes and effects, and proposed some measures to solve the CT saturation. Get both sides of the CT transformer saturation waveform through MATLAB simulation technology research, and wave impact analysis study of differential protection.

Keywords: differential protection; current transformer; MATLAB; CT saturation

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 - 1 -

1.1课题背景及意义 - 1 -

1.2课题目前研究的现状 - 1 -

1.3本文的主要工作及章节安排 - 2 -

第二章 变压器差动保护的原理和电流互感器饱和特性分析 - 3 -

2.1变压器差动保护的原理 - 3 -

2.2电流互感器的饱和特性 - 4 -

2.2.1电流互感器暂态和稳态饱和 - 4 -

2.2.2解决电流互感器饱和的措施 - 5 -

2.2.3判别电流互感器是否饱和的方法 - 5 -

2.3本章小结 - 6 -

第三章 MATLAB进行对饱和CT饱和的仿真 - 7 -

3.1MATLAB简介 - 7 -

3.2Simulink简介 - 7 -

3.3CT仿真工具 - 7 -

3.4仿真模型 - 8 -

3.5本章小结 - 11 -

第四章CT饱和对变压器差动保护的影响 - 12 -

4.1变压器简介 - 12 -

4.2CT饱和对变压器差动保护的影响 - 12 -

4.3变压器的故障类型和不正常状态 - 25 -

4.4本章小结 - 26 -

第五章 结论 - 27 -

5.1总结 - 27 -

5.2展望 - 27 -

致谢 - 28 -

参考文献 - 29 -

第一章 绪论

1.1课题背景及意义

变压器广泛使用电流差动保护作为主保护。它不但能够正确区分区内区外故障，而且不需要和其他元件保护配合，可以无延时地切除区内各种故障 ，具有特殊优点。^[1]变压器是一件重要的电气设备，在电力系统中它被广泛地用来升高和降低电压。电力系统中的拒动和误动将产生巨大的损失,统计结果显示全国变压器的差动保护的能够无误动作的机率才只有70%^[2]。电力系统在发展,继电保护也在发展，只有越来越高的变压器差动保护的性能才能适应,因此,我们应该重视提高变压器保护的灵敏度。

电流互感器简称CT，它将电力系统中的一次侧的大电流换成二次侧标准小电流的设备。用以向测量仪表，继电器的电流线圈供电、供测量、监控、测距、保护和继电保护等方面。CT饱和主要由于铁心，铁心是非线性的，流过CT电流较小时并无较大影响。一旦线路发生故障，铁心就会饱和，再加上电流中较大的非周期分量，电流互感器的磁通将很快的达到饱和,此时电流互感器就会失效，得不到正确的二次电流,所以CT饱和可能造成差动保护误动^[3],电流互感器会很大程度影响变压器差动保护，因此在电流互感器饱和的情况下保证变压器差动保护设备不误动有重要意义。

1.2课题目前研究的现状

电流互感器是电力系统中的情报机构，信息的真实性直接影响着继电保护的性能，电流互感器连接着一次系统和二次系统,如果不能感知到的一次系统的真实状态，不能传达给各种保护装置,后果将非常严重，不管是传统的保护还是目前数字型的保护装置,都需要电流互感器传递被保护元件中流过准确真实的电流。

当一次电流中非周期含量较大,当一次系统衰减时间常数也比较大时,当一次电流中的直流分量衰减的时间会变的更长时,此时就是发生变压器区外故障，这时电流互感器就更易于出现暂态的饱和现象,而引起电流互感器饱和最主要的因素就是一次电流中的非周期分量。对于在差动保护中当发生电流互感器饱和时可能会引起保护的误动的问题,很多专家从事了大量的研究。很多元件的差动保护存在CT饱和问题,下面是国内外学者研究的一些情况。

在变压器空投和切除外部故障时，会导致励磁涌流，它会使110kv和220kv电压等级的CT饱和。而CT饱和特点一次侧电流电压同时增大或减小较小，铁芯磁通饱和，这时一次侧电流有很大变化，但磁通增量变化很小，这样不成正比的变化是二次电流无法真实得到一次电流值。

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