电力变压器是电力系统中的重要设备,其安全运行关系到整个电力系统能否连续稳定地工作。差动保护是变压器保护的电气主保护,而后备保护一般有复合电压闭锁过流保护、零序过流保护等,当前后备保护因灵敏度不足,且动作时间过长,常造成变压器的损坏甚至烧毁,因此,改进变压器的后备保护是十分必要的。 差动保护作为变压器的电气量主保护,其性能决定着变压器保护的性能,本文对现有的应用于变压器的差动保护做了介绍。由于如何区分励磁涌流和内部故障是变压器保护的重要研究内容,本文介绍了二次谐波制动原理、间断角原理、波形对称原理、波形相关比较法、虚拟三次谐波制动原理等几种基于电流量和电压制动、回路电压方程法等利用电压量或同时利用电压电流量识别励磁涌流的方法,以及新兴的数字信号处理的方法在变压器保护中应用,并对每一种方法做了分析和评价。 本文从功能配置,电气量输入,硬件结构,软件流程,保护算法,保护判据等方面对变压器保护的方案进行了设计。 本文详细分析了现有的变压器后备保护的不足,提出了基于纵联比较原理的变压器后备保护新方案。该方案在现有的保护基础上,通过综合比较安装在变压器各侧测量元件的判断结果,能达到快速确定故障位置、隔离故障的目的。如果判断为区内故障,可以实现快速跳闸;如果是区外故障,能快速判出故障所在的侧,可以实现有选择性、动作延时配合简单的后备保护功能。考虑到在变压器不同运行方式下后备保护方案的通用性,选择基于故障分量的方向元件作为变压器各侧的测量元件。该方案有效解决了变压器高压侧后备保护对中、低压侧故障灵敏度不足的问题,缩小故障影响范围,缩短后备保护动作延时。 最后用电力仿真软件PSCAD/EMTDC做了大量的仿真工作,证明了本文提出的原理适用于各种变压器的运行方式,而且简单可行,具有良好的实际应用价值。