摘要：勵(lì)磁涌流的鑒別一直是變壓器保護(hù)中的一個(gè)關(guān)鍵問題，文中對運(yùn)用和研究中的勵(lì)磁涌流的鑒別方法進(jìn)行分析和綜述，指出了變壓器勵(lì)磁涌流在鑒別方法的研究和應(yīng)用動向。
　　關(guān)鍵詞：電力變壓器；勵(lì)磁涌流；繼電保護(hù)
　　1引言
　　勵(lì)磁涌流判別是變壓器差動保護(hù)中的關(guān)鍵問題。近十幾年來，國內(nèi)外學(xué)者提出了許多判別勵(lì)磁涌流的新原理和方法。本文選出一些已應(yīng)用過的和新近提出的識別方法行深入的綜合研究，根據(jù)鑒別原理的不同特點(diǎn)，將它們分成以下幾類(1)諧波識別法；(2)波形特征識別法；(3)基于智能理論的識別法；(4)基于電氣模型識別法；(5)磁通特性識別法；文章在介紹每種方法的基本原理的基礎(chǔ)上，著重分析了原理的性能、特點(diǎn)、局限性討論了用微機(jī)實(shí)現(xiàn)的可能性。
　　2基于諧波制動原理的鑒別方法
　　2．1二次諧波電流制動原理
　　文獻(xiàn)[1]中提出與短路電流相比，勵(lì)磁涌流中含有很高的二次諧波成分。二次諧波電流制動原理正是利用差動電流中的二次諧波與基波模值比來判斷是否存在勵(lì)磁涌流的。該方法判據(jù)簡單，已在電力系統(tǒng)保護(hù)配置中得到普遍應(yīng)用。但是隨著電網(wǎng)電壓等級的提高、大容量變壓器的大量使用，當(dāng)變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，諧振也會使短路電流中的二次諧波成分增加，保護(hù)延遲動作。有時(shí)空載合閘后的二次諧波不明顯也會造成誤動。若能加上合適的加速判據(jù)，基于二次諧波的比率差動微機(jī)保護(hù)還是可以滿足系統(tǒng)要求的。
　　2．2電壓諧波制動原理
　　文獻(xiàn)[2]中識別方法的基本思想是：當(dāng)變壓器因勵(lì)磁涌流出現(xiàn)嚴(yán)重飽和時(shí)，端電壓會發(fā)生嚴(yán)重畸變，其中包含較大的諧波含量，用它來鑒別勵(lì)磁涌流。與二次諧波電流制動相比，它能可靠鑒別涌流，閉鎖保護(hù)。對大多數(shù)內(nèi)部故障來說，它的保護(hù)動作速度要快。但是應(yīng)該考慮到電壓制動原理的應(yīng)用與電源阻抗的大小密切相關(guān)，若系統(tǒng)阻抗非常小，保護(hù)可能拒動，同時(shí)還要防止TV斷線。
　　3基于波形特征的識別方法
　　3．1間斷角原理
　　文獻(xiàn)[3]中提出間斷角原理是利用短路電流波形連續(xù)變化．而勵(lì)磁涌流波形有明顯的間斷角特征作為鑒別判據(jù)。該方法簡單直接，但是以精確測量間斷角為基礎(chǔ)的。如果CT飽和會使傳變后的二次側(cè)涌流間斷角發(fā)生畸變，有時(shí)會消失，要采取某些措施恢復(fù)間斷角．從而增加了保護(hù)硬件的復(fù)雜性。同時(shí)還要受到采樣率、采樣精度的影響及硬件的限制，因此該原理在實(shí)際微機(jī)差動保護(hù)的應(yīng)用效果并不十分的理想。
　　3．2波形疊加原理
　　文獻(xiàn)[4]作者推導(dǎo)出的半波疊加制動方法是把文獻(xiàn)[1]中涌流表達(dá)式i求導(dǎo)后，將所得波形的前后半波疊加。令：
　　A=及D=，K=A/D作為識別特征量；
　　經(jīng)計(jì)算后可知，故障時(shí)K=0，而在勵(lì)磁涌流間斷角大于180。時(shí)K的最大值為1。若能選擇適當(dāng)?shù)恼�定值K就可以簡單方便地區(qū)分涌流和故障電流。
　　通過動模實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場運(yùn)行表明，用該原理制成的微機(jī)差動保護(hù)在空載合閘于內(nèi)部故障時(shí)具有較高的靈敏度，在1．25％匝間短路時(shí)，可在40ms內(nèi)切除故障，具有良好的抗涌流能力。
　　3．3基于小波變換原理
　　小波變換同時(shí)具有時(shí)頻局部化特性，可以精確地提取信號的變化特征，文獻(xiàn)[5]正是利用它在信號特征分析中明顯的優(yōu)越性來鑒別勵(lì)磁涌流和短路電流。文中運(yùn)用二次中心樣條小波作為分析小波，對離散信號進(jìn)行二次小波分解后，可以直觀看出，在內(nèi)部故障時(shí)波形比較平滑，且大多數(shù)采樣時(shí)刻總有當(dāng)前時(shí)刻與半周前對應(yīng)時(shí)刻的小波系數(shù)符號相反，大小大致相等，而勵(lì)磁涌流的小波系數(shù)絕大部分時(shí)刻不滿足這一點(diǎn)。通過對EMTP仿真數(shù)據(jù)和重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室實(shí)測數(shù)據(jù)的分析，當(dāng)變壓器發(fā)生內(nèi)部出口故障或空載合閘于匝間短路時(shí)動作時(shí)間不超過1個(gè)周期。缺點(diǎn)是采樣率較高，若進(jìn)行高尺度分解又將引起數(shù)據(jù)和計(jì)算量增大。在進(jìn)行樣本分析時(shí)如能引用小波包變換將會有很好的運(yùn)用前景。
　　4基于智能理論的識別方法
　　基于模糊多判據(jù)原理的鑒別方案
　　文獻(xiàn)[6]在分析現(xiàn)有四種識別算法的基礎(chǔ)上，綜合各判據(jù)的優(yōu)點(diǎn)，利用模糊集合理論將各判據(jù)模糊化后進(jìn)行多判據(jù)的綜合模糊化，即：
　　；
　　式中，是（i=1，2，3，4）對應(yīng)判據(jù)權(quán)重，并且滿足，當(dāng)時(shí)，判為內(nèi)部故障，保護(hù)將出口動作，否則，認(rèn)為是涌流情況。這種方法兼顧了各方面的優(yōu)點(diǎn)，既能做到可靠動作，又能提高變壓器保護(hù)的動作速度，同時(shí)利用微機(jī)保護(hù)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)上述多判據(jù)算法，具有普遍推廣的價(jià)值。
　　5基于電氣模型的識別方法
　　勵(lì)磁阻抗變化原理
　　文獻(xiàn)[7]提到的勵(lì)磁阻抗變化原理是從磁化曲線的非線性出發(fā)，利用涌流時(shí)變壓器勵(lì)磁阻抗急劇變化，而在正常運(yùn)行或內(nèi)部故障時(shí)勵(lì)磁阻抗基本不變這一特性來區(qū)分勵(lì)磁涌流和短路電流的。當(dāng)均方誤差:
　　
　　大于門整定檻值時(shí)，判為涌流，否則為短路電流。其中：Z(t)，E(Z)分別表示測量阻抗Z(t)的變化程度和數(shù)學(xué)期望。
　　通過動模實(shí)驗(yàn)和EMTP故障仿真實(shí)驗(yàn)表明，此方法可以很快地區(qū)分勵(lì)磁涌流和短路電流。即使在合閘于輕微匝間故障情況下，動作延時(shí)也不超過30ms。它最大的特點(diǎn)是不需要知道變壓器參數(shù)和系統(tǒng)參數(shù)。
　　6基于磁通特性識別方法
　　針對以往幾種磁制動方案存在只適用單相變壓器的缺陷，文獻(xiàn)[8]作者建立了變壓器新磁路模型。引入假想電流及，NI=等磁路定律的基礎(chǔ)上建立了一個(gè)非線性方程
　　[A][X]=[b]，經(jīng)迭代求解μ值(利用磁化曲線確定)。然后，判斷磁路是否飽和，并按文中采用的規(guī)則條件，將各相所設(shè)立的計(jì)數(shù)器k的數(shù)值(以文中方法確定)與門檻值進(jìn)行比較，判斷是否為勵(lì)磁涌流。作者用實(shí)際的涌流波形對該算法進(jìn)行測試。測試結(jié)果表明，它適合各種類型的變壓器；如果采樣率足夠高，收斂的速度將會很快；若取消二次諧波判據(jù)，檢測內(nèi)部故障的速度仍然較快。并且當(dāng)變壓器空載合閘于內(nèi)部故障時(shí)，動作速度快。基于磁特性的勵(lì)磁涌流鑒別法不但可以克服二次諧波制動原理的不足，而且適宜用微機(jī)實(shí)現(xiàn)，將是一種有前景的方法。
　　7結(jié)論
　　通過以上的介紹和分析發(fā)現(xiàn)，為滿足電力系統(tǒng)不斷發(fā)展的要求，近十多年國內(nèi)外學(xué)者對變壓器保護(hù)的原理從各方面進(jìn)行了深入的研究和試驗(yàn)，提出了許多不同的方案。其中大多數(shù)進(jìn)行的動模實(shí)驗(yàn)和仿真證明具有較高的靈敏度和可靠性，但離微機(jī)保護(hù)的實(shí)現(xiàn)還有一段距離。而原來已用于實(shí)際的一些方法隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展也面臨著新的考驗(yàn)。因此，為適應(yīng)未來電力系統(tǒng)的要求，盡快研制出新原理的微機(jī)變壓器保護(hù)已成為一個(gè)非常現(xiàn)實(shí)和迫切的要求。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]王維儉，侯炳蘊(yùn)．大型機(jī)組繼電保護(hù)理論基礎(chǔ)[M]．北京：水利電力出版社，1982．
　　[2]王祖光．間斷角原理的變壓器差動保護(hù)[J].電力系統(tǒng)自動化,1979,(1)．
　　[3]董潔，于莉萍等．變壓器差動保護(hù)涌流制動原理的研究[J]．電力系統(tǒng)自化,1997,2(12):30—33．
　　[4]操豐梅，蘇沛浦．小波變換在變壓器差動保護(hù)中的應(yīng)用[J]．中國電力,1998,31(11):21—24．
　　[5]黃登峰.基于模糊多判別的變壓器勵(lì)磁涌流識別新算法[J]．繼電器,20O0．28(12):4-7．
　　[6]華烽．基于勵(lì)磁阻抗變化的變壓器勵(lì)磁涌流判別方法[J]．中國電機(jī)學(xué)報(bào)，2001，21(7):91—94．
　　[7]金明．基于變壓器磁特性的勵(lì)磁涌流鑒別方案[J]．青島大學(xué)學(xué)報(bào),1996,9(12):89—93．