電力干式變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，不僅價(jià)格昂貴，而且對整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用。然而，干式變壓器保護(hù)的正確運(yùn)行率總是不高，給電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性帶來隱患。特別是干式變壓器空載運(yùn)行或切除外部故障時(shí)產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流，往往使保護(hù)誤動(dòng)。

本文對電力干式變壓器勵(lì)磁涌流的相關(guān)問題進(jìn)行了深入研究，探討了三相干式變壓器勵(lì)磁涌流特性的變化，計(jì)算了不同時(shí)刻三相合閘對保護(hù)的影響，并對換相干式變壓器的DC偏磁現(xiàn)象進(jìn)行了分類計(jì)算。

先先，本文分析了單相干式變壓器勵(lì)磁涌流的影響因素。總結(jié)了現(xiàn)有的勵(lì)磁涌流制動(dòng)方案，并在單相勵(lì)磁涌流的基礎(chǔ)上對傳統(tǒng)勵(lì)磁涌流制動(dòng)方案進(jìn)行了比較。

計(jì)算分析了Y-接線下三相干式變壓器勵(lì)磁支路間相互影響的機(jī)理，比較了Y和Y電流相位校正方法引起的勵(lì)磁涌流特性的變化，討論了環(huán)流升壓和對稱勵(lì)磁涌流現(xiàn)象，總結(jié)了現(xiàn)有的三相勵(lì)磁涌流閉鎖原理。

由于各種原因，如斷路器老化，三相合閘往往不同。計(jì)算了空投過程中這種現(xiàn)象對干式變壓器勵(lì)磁涌流的影響，得出結(jié)論：三相在不同時(shí)間合閘可能會(huì)造成干式變壓器一相勵(lì)磁涌流嚴(yán)重。在此基礎(chǔ)上，深入比較了各種電流相位校正方法和涌流閉鎖邏輯。認(rèn)為利用原相電流作為二次諧波源，采用“或”門制動(dòng)方案及時(shí)切換到相制動(dòng)，可以達(dá)到保護(hù)可靠性和快速性的平衡。

較后，總結(jié)了換流干式變壓器保護(hù)中的相關(guān)問題，并對換流流程中的DC偏置現(xiàn)象進(jìn)行了分類，重點(diǎn)計(jì)算分析了交流線路與DC線路間的并聯(lián)互感引起的換流干式變壓器三相DC偏置。

較好章引言

1.1課題的研究背景和意義

近年來，隨著民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，電力需求快速增長，工業(yè)電力發(fā)展迅速，輸電電壓水平逐步提高，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。隨著2009年中較好條1000千伏UHV交流輸電線路的開通和世界較好個(gè)800千伏DC輸電工程的建設(shè)，中已實(shí)現(xiàn)六個(gè)區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)，成為世界上較大的交流/DC互聯(lián)電網(wǎng)之一，總系統(tǒng)容量達(dá)6億千伏安。這將把電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求提高到一個(gè)新的水平。繼電保護(hù)作為電網(wǎng)的安全衛(wèi)士，其重要性被置于日益突出的位置，對其性能和可靠性提出了更高的要求。

電力干式變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，不僅價(jià)格昂貴，而且對整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用。根據(jù)文件1，雖然近年來干式變壓器保護(hù)的正確運(yùn)行率逐年提高，但與線路保護(hù)相比仍有很大差距(圖1-1)。其中，“制造部門”的原因是造成繼電保護(hù)不正確動(dòng)作的較重要因素，尤其是“原理缺陷”的比例一直處于不穩(wěn)定狀態(tài)，需要繼電保護(hù)工作者進(jìn)一步深入研究。 #p#分頁標(biāo)題#e#

圖1-1 1997-2006年我線路保護(hù)和干式變壓器保護(hù)的正確運(yùn)行

對于干式變壓器保護(hù)，一方面由于近年來微機(jī)的普及和保護(hù)的雙重配置，保護(hù)動(dòng)作的可靠性有了很大的提高；另一方面，由于干式變壓器的每一側(cè)都不是純電氣關(guān)系，其鐵心具有非線性勵(lì)磁特性，目前干式變壓器的三相大多采用Y/接線方式，所以即使組式干式變壓器的三相磁路相互先立，三相仍然會(huì)通過三角形側(cè)繞組相互作用。如果結(jié)合基于相位差或零序減法的幅相平衡效應(yīng)，涌流特征會(huì)更加復(fù)雜。因此，如何區(qū)分干式變壓器的勵(lì)磁涌流和故障電流還沒有真正得到解決。雖然近年來學(xué)者們對干式變壓器保護(hù)進(jìn)行了深入的研究，提出了許多新的原則和標(biāo)準(zhǔn)，但距離其實(shí)際應(yīng)用和推廣還有很長的路要走。目前，傳統(tǒng)的二次諧波制動(dòng)、間斷角判別和成熟的波形對稱原理仍是涌流制動(dòng)的主要方案。

此外，隨著DC輸電線路的增加，換流干式變壓器的數(shù)量也在逐年增加，其特定的運(yùn)行門檻要求其保護(hù)配置不同于傳統(tǒng)干式變壓器。由于觸發(fā)角不平衡，DC線單極運(yùn)行，地磁感應(yīng)，交流和DC線并聯(lián)互感等。換流變壓器長期處于DC偏磁狀態(tài)。在這種情況下，干式變壓器的運(yùn)行特性以及如何有效抑制偏磁以避免對變流器的損壞和對保護(hù)的影響是近年來的研究熱點(diǎn)。而且目前的換流變壓器保護(hù)還不是很成熟，1997年到2006年的十年間，換流干式變壓器保護(hù)的正確運(yùn)行率只有74.51%[1]，與傳統(tǒng)的干式變壓器保護(hù)相差甚遠(yuǎn)，有必要對其進(jìn)行專門的研究。

1.2本文的主要工作

摘要：在論述單相干式變壓器勵(lì)磁涌流及其影響因素的基礎(chǔ)上，通過對勵(lì)磁涌流制動(dòng)原理的總結(jié)和比較，深入探討了三相干式變壓器勵(lì)磁涌流存在的問題以及三相在不同時(shí)刻合閘的影響。主要工作如下：

1.針對單相干式變壓器的勵(lì)磁涌流，分別討論了剩磁、飽和磁通比和勵(lì)磁電感倍數(shù)對勵(lì)磁涌流的影響。單相勵(lì)磁涌流鑒別中的二次諧波、間斷角和波形對稱原理表

2.在組式三相干式變壓器模型的基礎(chǔ)上，討論了Y.△連接下三相勵(lì)磁支路之間的相互影響情況，并對兩種電流相位校正方法下涌流特征的變化及原始相電流作了計(jì)算分析，對目前存在的各種涌流閉鎖邏輯作了概述，并深入討論了△側(cè)環(huán)流助增作用與對稱性涌流等熱點(diǎn)問題。

3.針對實(shí)際中常常存在的三相合閘不同時(shí)現(xiàn)象，定量計(jì)算并分析了其對三相干式變壓器保護(hù)的影響以及造成嚴(yán)重涌流的各個(gè)合閘時(shí)刻。并在不同時(shí)合閘條件下對電流相位校正方法與涌流閉鎖邏輯作了更加深入的討論。

4.文章較后部分綜述了目前換流干式變壓器保護(hù)中的相關(guān)問題，對現(xiàn)存的直流偏磁現(xiàn)象作了討論與分類，并重點(diǎn)對交直流線路并行造成的換流干式變壓器中的三相直流偏磁大小作了計(jì)算。#p#分頁標(biāo)題#e#

1.3本文的創(chuàng)新點(diǎn)

1.對于斷路器老化等原因造成的三相不同時(shí)合閘現(xiàn)象，本文分別在忽略和計(jì)及漏抗下對其之于干式變壓器保護(hù)的影響作了計(jì)算，深入分析了三相不同時(shí)合閘中干式變壓器三相勵(lì)磁支路經(jīng)過的電磁暫態(tài)過程，發(fā)現(xiàn)干式變壓器空載投入時(shí)發(fā)生短時(shí)合閘不同時(shí)可能在干式變壓器一相鐵芯產(chǎn)生嚴(yán)重的飽和，給出了產(chǎn)生嚴(yán)重飽和的各個(gè)合閘時(shí)刻，并對不同時(shí)合閘中的涌流影響因素作了分析。

2.對V△連接的三相組式干式變壓器中的勵(lì)磁涌流現(xiàn)象作了深入討論，分析了三相勵(lì)磁支路的相互影響情況，比較了兩種電流相位校正方法，并討論了現(xiàn)存的各種涌流閉鎖邏輯。且在三相不同時(shí)合閘條件下更進(jìn)一步的加以分析，得出了宜利用原始相電流來計(jì)算二次諧波含量，并采用三相“或”門制動(dòng)經(jīng)檢測到二次諧波含量減小后轉(zhuǎn)為按相制動(dòng)方案的結(jié)論。

3.針對換流干式變壓器中存在的直流偏磁現(xiàn)象作了討論與分類，計(jì)算了交直流線路互感所造成的干式變壓器三相直流偏磁。