超/特高壓變壓器差動(dòng)保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)與新原理
本書針對(duì)我國(guó)超/特高壓變壓器差動(dòng)保護(hù)在工程應(yīng)用中遇到的技術(shù)難題開展研究，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)誤動(dòng)案例，采取理論分析與仿真試驗(yàn)相結(jié)合的研究方法。首先，重點(diǎn)分析了勵(lì)磁涌流、和應(yīng)涌流、TA飽和、直流偏磁等因素引起的變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)機(jī)理，并提出相應(yīng)的防誤動(dòng)措施；其次，根據(jù)1000kV交流特高壓變壓器本體結(jié)構(gòu)和工作原理，重點(diǎn)針對(duì)特高壓變壓器空載合閘過程中調(diào)壓變壓器差動(dòng)保護(hù)存在誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)及特高壓有載調(diào)壓變壓器內(nèi)部故障靈敏度低等問題開展研究，提出相應(yīng)的解決方案；*后，結(jié)合實(shí)際超/特高壓直流輸電工程模型，研究二次諧波制動(dòng)判據(jù)應(yīng)用于換流變壓器差動(dòng)保護(hù)的局限性，并有針對(duì)性地提出適用于換流變壓器差動(dòng)保護(hù)的新判據(jù)。
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 變壓器差動(dòng)保護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.1.1 防止勵(lì)磁涌流造成變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng) 1
1.1.2 變壓器勵(lì)磁涌流新現(xiàn)象及其影響 3
1.1.3 防止TA飽和造成變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng) 4
1.1.4 直流偏磁對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)的影響 5
1.1.5 交流特高壓變壓器差動(dòng)保護(hù)特殊問題 6
1.1.6 超/特高壓換流變壓器差動(dòng)保護(hù)特殊問題 7
1.2 變壓器差動(dòng)保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 8
參考文獻(xiàn) 9
第2章 變壓器縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)原理與實(shí)現(xiàn) 13
2.1 電力變壓器故障類型及差動(dòng)保護(hù)基本原理 13
2.1.1 變壓器故障類型及不正常運(yùn)行狀態(tài) 13
2.1.2 變壓器差動(dòng)保護(hù)基本原理 13
2.2 變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流 15
2.2.1 變壓器兩側(cè)繞組接線方式不同引入的不平衡電流 15
2.2.2 電流互感器變比與變壓器變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流 16
2.2.3 電流互感器傳變誤差產(chǎn)生的不平衡電流 17
2.2.4 變壓器勵(lì)磁涌流產(chǎn)生機(jī)理及其特征 18
2.2.5 減小不平衡電流的主要措施 23
2.3 比率制動(dòng)特性 24
2.4 三相變壓器的相位補(bǔ)償方式 26
2.4.1 三種電流相位補(bǔ)償方式 26
2.4.2 不同電流相位補(bǔ)償方式的分析比較 29
2.5 變壓器△側(cè)繞組中環(huán)流計(jì)算方法 33
2.5.1 △側(cè)繞組中環(huán)流的求解方法 33
2.5.2 仿真驗(yàn)證 36
2.6 本章小結(jié) 38
參考文獻(xiàn) 38
第3章 變壓器勵(lì)磁涌流識(shí)別新原理研究 39
3.1 基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的勵(lì)磁涌流識(shí)別新原理 39
3.1.1 概述 39
3.1.2 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué) 39
3.1.3 基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)提取電流波形特征的勵(lì)磁涌流識(shí)別新方法 43
3.2 基于等效瞬時(shí)勵(lì)磁電感的變壓器勵(lì)磁涌流識(shí)別新原理 53
3.2.1 概述 53
3.2.2 等效瞬時(shí)勵(lì)磁電感的基本原理 53
3.2.3 對(duì)基于等效瞬時(shí)勵(lì)磁電感變化量識(shí)別涌流判據(jù)的分析 61
3.2.4 基于歸一化等效瞬時(shí)勵(lì)磁電感分布特性識(shí)別勵(lì)磁涌流的新方法 63
3.3 基于變壓器回路方程的勵(lì)磁涌流識(shí)別原理 72
3.3.1 概述 72
3.3.2 動(dòng)作方程的推導(dǎo) 72
3.3.3 基于變壓器回路方程的勵(lì)磁涌流識(shí)別新判據(jù) 80
3.4 基于模糊理論的變壓器勵(lì)磁涌流識(shí)別新原理 83
3.4.1 概述 83
3.4.2 模糊理論的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 83
3.4.3 基于模糊邏輯的變壓器勵(lì)磁涌流二次諧波閉鎖新原理 85
3.4.4 基于多判據(jù)融合的勵(lì)磁涌流模糊識(shí)別方案 90
3.5 本章小結(jié) 96
參考文獻(xiàn) 96
第4章 變壓器勵(lì)磁涌流新現(xiàn)象及其影響分析 98
4.1 變壓器和應(yīng)涌流產(chǎn)生機(jī)理及其影響分析 98
4.1.1 變壓器和應(yīng)涌流現(xiàn)象 98
4.1.2 變壓器和應(yīng)涌流仿真模型的建立 99
4.1.3 變壓器和應(yīng)涌流的產(chǎn)生機(jī)理及影響分析 100
4.1.4 變壓器和應(yīng)涌流的特性 104
4.2 變壓器恢復(fù)性涌流產(chǎn)生機(jī)理及其影響分析 105
4.2.1 變壓器恢復(fù)性涌流現(xiàn)象 105
4.2.2 變壓器恢復(fù)性涌流仿真模型的建立 105
4.2.3 變壓器恢復(fù)性涌流的產(chǎn)生機(jī)理 106
4.2.4 變壓器恢復(fù)性涌流的影響因素分析 108
4.2.5 變壓器恢復(fù)性涌流對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響 110
4.3 非同期合閘勵(lì)磁涌流特征及其影響分析 112
4.3.1 非同期合閘勵(lì)磁涌流現(xiàn)象 112
4.3.2 Y/△接線變壓器空投的過程分析 113
4.3.3 非同期空投引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的原因分析 117
4.3.4 變壓器非同期空投的識(shí)別方案 119
4.3.5 變壓器非同期空投的防誤動(dòng)措施 126
4.4 本章小結(jié) 130
參考文獻(xiàn) 130
第5章 保護(hù)用電流互感器的飽和特性及其對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響 132
5.1 保護(hù)用CT的傳變特性 132
5.1.1 CT的基本工作原理 132
5.1.2 CT的穩(wěn)態(tài)飽和特性 134
5.1.3 CT的暫態(tài)飽和特性 137
5.1.4 暫態(tài)過程中特殊的飽和情況 145
5.2 CT傳變特性對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響 149
5.2.1 變壓器區(qū)外故障切除后CT傳變特性及對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響 149
5.2.2 變壓器轉(zhuǎn)換性故障時(shí)CT飽和特性及對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響 156
5.2.3 內(nèi)橋接線方式下CT飽和特性及對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)的影響 156
5.3 防止CT飽和引起變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的方案 163
5.3.1 差動(dòng)保護(hù)中P級(jí)CT的“同型”匹配方案 163
5.3.2 基于多分區(qū)延時(shí)法的防止變壓器區(qū)外故障切除后差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的新措施 173
5.3.3 基于數(shù)學(xué)形態(tài)梯度的時(shí)差法及變壓器轉(zhuǎn)換性故障識(shí)別判據(jù) 179
5.3.4 內(nèi)橋接線方式下變壓器差動(dòng)保護(hù)防誤動(dòng)措施 190
5.4 本章小結(jié) 193
參考文獻(xiàn) 194
第6章 直流偏磁產(chǎn)生機(jī)理及其對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)的影響 196
6.1 直流偏磁產(chǎn)生機(jī)理及其等效模型 196
6.1.1 HVDC型直流偏磁分析模型 196
6.1.2 GIC型直流偏磁分析模型 198
6.2 直流偏磁對(duì)保護(hù)用電流互感器傳變特性的影響 201
6.2.1 HVDC型直流偏磁對(duì)TA起始飽和時(shí)間的影響 201
6.2.2 GIC型直流偏磁對(duì)TA傳變特性的影響機(jī)理 203
6.2.3 GIC型與HVDC型直流偏磁對(duì)TA傳變特性影響的比較 205
6.3 直流偏磁對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)的影響 206
6.3.1 HVDC型直流偏磁引發(fā)的TA飽和及其對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響 206
6.3.2 GIC型直流偏磁引發(fā)的TA飽和及其對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響 210
6.3.3 GIC在電力變壓器三相繞組中的分布特性及其對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)的影響 222
6.4 本章小結(jié) 239
參考文獻(xiàn) 240
第7章 交流特高壓變壓器差動(dòng)保護(hù)特殊問題分析 242
7.1 交流特高壓變壓器本體結(jié)構(gòu)及其保護(hù)配置 242
7.1.1 交流特高壓變壓器本體結(jié)構(gòu)及其工作原理 242
7.1.2 交流特高壓變壓器保護(hù)配置 244
7.1.3 交流特高壓變壓器差動(dòng)保護(hù)的特殊問題 247
7.2 特高壓調(diào)壓變壓器勵(lì)磁涌流特征及其判別新原理 249
7.2.1 交流特高壓變壓器勵(lì)磁涌流復(fù)雜性分析 249
7.2.2 現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)誤動(dòng)案例分析 252
7.2.3 調(diào)壓變壓器差動(dòng)保護(hù)勵(lì)磁涌流判別法 253
7.3 特高壓調(diào)壓變壓器擋位調(diào)節(jié)自適應(yīng)差動(dòng)保護(hù)新原理 260
7.3.1 交流特高壓變壓器調(diào)壓原理分析 260
7.3.2 有載調(diào)壓變壓器差動(dòng)保護(hù)策略分析 261
7.3.3 有載調(diào)壓變壓器差動(dòng)保護(hù)自適應(yīng)算法 263
7.3.4 自適應(yīng)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性分析 267
7.4 直流偏磁對(duì)交流特高壓變壓器的影響研究 271
7.4.1 直流偏磁電流分布特征 271
7.4.2 直流偏磁對(duì)鐵心磁通的影響 274
7.4.3 影響因素分析 277
7.4.4 差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性分析 279
7.5 本章小結(jié) 282
參考文獻(xiàn) 282
第8章 超/特高壓換流變壓器差動(dòng)保護(hù)特殊問題分析 284
8.1 換流變壓器接線方式和差動(dòng)保護(hù)配置介紹 284
8.1.1 換流變壓器接線及運(yùn)行方式 284
8.1.2 換流變壓器差動(dòng)保護(hù)配置介紹 285
8.1.3 換流變壓器差動(dòng)保護(hù)存在的異常動(dòng)作行為 285
8.2 換流變小差保護(hù)異常動(dòng)作行為分析及對(duì)策研究 287
8.2.1 換流變空載合閘小差保護(hù)誤動(dòng)分析 288
8.2.2 區(qū)內(nèi)故障換流變小差保護(hù)拒動(dòng)分析 289
8.2.3 基于時(shí)差法的換流變內(nèi)部故障和勵(lì)磁涌流識(shí)別 292
8.3 特高壓換流變對(duì)稱性涌流對(duì)大差保護(hù)的影響及保護(hù)新判據(jù) 299
8.3.1 特高壓換流變對(duì)稱性涌流及其引起大差保護(hù)誤動(dòng)現(xiàn)象 299
8.3.2 特高壓換流變空投對(duì)稱性涌流生成機(jī)理分析 301
8.3.3 特高壓工程模型及對(duì)稱性涌流引起大差保護(hù)誤動(dòng)仿真分析 303
8.3.4 基于Hausdorff距離算法的特高壓換流變大差保護(hù)新判據(jù) 315
8.4 本章小結(jié) 325
參考文獻(xiàn) 325
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