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变压器主保护新原理和新算法的研究

作　者: 周霏霏
导　师: 徐岩
学　校: 华北电力大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 等效电阻 时差法 频谱熵 基波幅值 励磁涌流
分类号: TM407
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


研究可靠性更高、性能更完善的变压器主保护原理和算法,在电力系统中既有重要的理论意义,又有很高的实用价值。论文从变压器主保护的“新思路”和“老问题”入手,对目前主保护中尚未彻底解决的难题展开了深入的研究。首次提出了一种基于等效电阻变化特征的变压器主保护新原理。利用瞬时功率的理论和物理含义,定义了端口的等效电阻,从故障的根本性质出发,揭示了变压器发生内部和外部故障状态在本质上的不同,且算法不受励磁涌流、非周期分量、间断角消失、变压器漏阻抗的影响;与差动保护迥然不同的新原理。本文还分析了现有时差法的应用局限性,提出了基于实际电力系统的新型的时差法,利用小波变换提取高频细节和奇异点信息,比较励磁涌流和内部故障电流时差的不同,构成保护判据。本文首次提出了一种基于频谱熵的新型变压器保护原理。在变压器保护中引入频谱熵算法,利用熵的物理意义和发生励磁涌流时固有的两个状态(非饱和阶段和饱和阶段)的转换,研究频谱熵在合闸后第一个周波内的变化情况,构成判据。本文使用基波幅值特征构成了励磁涌流识别的新方法,在TA误差很小的前半个周波内,利用其达到最大值的时间和第一个极大值与最大值之比构成变压器的保护判据。文中提出的变压器保护新判据都经过了大量的动模试验数据验证,试验结果证明了方法的有效性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-15
  1.1 选题背景及意义  10
  1.2 电力变压器保护技术的研究动态  10-13
    1.2.1 基于波形特征的变压器励磁涌流识别技术  11-12
    1.2.2 利用特性参数的变压器保护技术  12-13
  1.3 变压器保护中存在的问题及发展趋势  13
  1.4 本文的主要工作  13-15
第2章 基于等效电阻特征的保护新原理  15-34
  2.1 引言  15
  2.2 瞬时无功功率理论  15-19
    2.2.1 赤木瞬时无功功率理论的有关定义  15-17
    2.2.2 各种情况下功率表达式的推导  17-19
  2.3 等效电阻定义的导出  19-20
  2.4 基于等效电阻特征的保护新原理  20-24
    2.4.1 运行状态  20-22
    2.4.2 合闸状态  22-24
  2.5 方案验证  24-33
    2.5.1 动模试验系统  24-25
    2.5.2 保护定值的整定  25-27
    2.5.3 动模实验结果分析  27-30
    2.5.4 变压器漏阻抗对原理的影响  30
    2.5.5 与同类保护判据的比较  30-31
    2.5.6 TA 饱和对原理的影响  31-33
  2.6 小结  33-34
第3章 具有实用性的时差法保护的研究  34-42
  3.1 引言  34
  3.2 时差法的基本原理  34-35
  3.3 时差法原理应用的局限性  35-36
  3.4 小波变换判断奇异点的基本原理  36-38
    3.4.1 小波变换的相关理论  36-37
    3.4.2 小波变换判断奇异点的原理  37-38
  3.5 动模实验数据及分析  38-41
    3.5.1 变压器正常空载合闸  38-39
    3.5.2 变压器空投于匝间故障  39-40
    3.5.3 空投于相间故障  40
    3.5.4 空投于接地故障  40-41
    3.5.5 实验分析  41
  3.6 结论  41-42
第4章 基于频谱熵特征的涌流鉴别方法  42-50
  4.1 引言  42
  4.2 算法简介  42-44
    4.2.1 频谱熵  42-43
    4.2.2 EMD 奇异性检测  43-44
  4.3 基于频谱熵特征鉴别涌流的原理  44-46
    4.3.1 基本原理  44-45
    4.3.2 保护判据  45-46
  4.4 动模实验数据及分析  46-49
  4.5 结论  49-50
第5章 基于幅值特征的保护新原理研究  50-56
  5.1 引言  50
  5.2 两点乘积算法  50-51
  5.3 基于基波幅值特征的保护原理  51-52
    5.3.1 基本原理  51-52
    5.3.2 保护判据  52
  5.4 动模实验数据及分析  52-54
  5.5 结论  54-56
第6章 算法对比分析  56-58
第7章 结论  58-59
参考文献  59-65
在学期间发表的学术论文和参加科研情况  65-66
致谢  66-67
详细摘要  67-75

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 变压器、变流器及电抗器 > 一般性问题 > 维护、检修
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