电力变压器纵联差动保护正确动作率偏低,误动率较高,直接威胁到电力系统的稳定安全运行。其原因在于保护范围内非线性铁心的存在会产生许多非线性的电磁现象,如空载合闸时的励磁涌流。如何正确识别励磁涌流与短路电流就成为提高变压器差动保护动作正确率的重要问题。本文的工作是在现有三种新型涌流判据──二次谐波相位判据、磁通轨迹判据及原副边主磁通差判据的基础上,针对变压器涌流过程中漏电感变化及三相变压器对称涌流问题,深入研究三相变压器励磁涌流发生的电磁机理,为判据的改进奠定理论基础。本文首先分析了RL串联电路在稳态混频激励下的伏安曲线与广义磁链轨迹的对偶关系,提出通过提取图形几何特征的参数辨识新方法。该方法采用最小二乘法定义复杂图形的倾斜度,由直线拟合直接辨识参数。同时,从端口能量与功率的角度讨论了算法的物理本质,给出基于端口瞬时磁功率概念的等效电感的能量定义。仿真与实验结果表明,算法具有辨识精度高、运算量小、便于递推等优点,适合于动态实时在线辨识,克服了基于 Fourier 变换的传统方法计算量大、结果依赖于信号频谱分布等问题。本文第二部分讨论了各种因素对原副边主磁通差判据的影响,对某些点出现奇异值的情况进行了分析。研究了变压器漏电感在涌流过程中的变化情况,结论是:漏电感受铁心饱和影响,在涌流过程中会发生一定变化,其下限是空心变压器漏电感的值,上限是稳态值,暂态变化规律与励磁电感相似。第三部分工作是三相变压器中对称涌流问题的研究。对称涌流是发生在副边角接的三相变压器中的一种特有现象。副边角接绕组中环流的存在,导致了差流信号无法真实地反映变压器的励磁电流,造成了对称励磁涌流的假相。对称涌流可能使二次谐波相位判据和磁通轨迹判据等新型涌流判据失效。研究结果发现,对称涌流一般只在一相出现,该相铁心通常饱和程度不深。利用这一特点,本文通过测量得到的副边电势、副边绕组电阻及漏电感构造了环流观测器,从而获得三相变压器的励磁电流,解决了对称涌流影响涌流判据的问题。