【正文】 涌流的特征： 單向涌流是由剩磁方向相反的兩相涌流相減生成的電流。流人繼電器的電流是兩相電流之差。 由 (338)式可求出涌流波寬為： 12 ??? ?? 式中： 11 t?? ? ； 22 t??? 由于 1tt? 時 0?I ，由 (338)式可求出 At a r c c o s11 ???? ??? 在 2tt? 時也有 0?I ，所以 ? ? ? ????? ??? 21 c o sc o s tt ? ?????? 222 122 ???? tt 浙江工業(yè)大學畢業(yè)設計說明書（論文） 第 24 頁 ? ? ? ? Atttj a rc c os222222 1112 ??????????? ??????????? 由此導出： ?0?? 時有最大波寬 max?j? 。關于變壓器涌流的特點以及和 (335)式的關系簡單分析如下。具體方法如下：首 先將流人繼電器的差流進行微分，將微分后差流的前半波和后半波作對稱比較。 ⑵ 用 VFC 自動調(diào)零技術消除 VFC 的零漂和變壓器正常運行時電流波形的不對稱 若變壓器在正常運行狀態(tài)，保護裝置即進行 VFC(壓頻變換 )自動調(diào)零運算，不斷地校正 VFC的基準值。 ⑴ 采用閉鎖條件和開放條件互為補充的涌流判據(jù) 浙江工業(yè)大學畢業(yè)設計說明書（論文） 第 22 頁 若間斷角 ?65?d? ,則立即可靠閉鎖比率差動繼電器，反之，當波寬 ?140?W? , 且?65?d? 時，則短時開放比率差動繼電器，開放時間一到，若采樣值仍小于波寬的測量門坎，則可靠閉鎖比率差動繼電器，否則繼續(xù)開放比率差動繼電器。 勵磁涌流的一次波形具有明顯的間斷角特征。該方法是在每周波內(nèi)獲得 72 點采樣數(shù)據(jù)的基礎上進行計算的， 在間斷角和波寬測量時采用浮動門坎的技術 ，從而在采樣速率上保證了間斷角和波寬的測量具有較高的精度。利用上式很容易得出 1dI 與 2dI 利用間斷角原理來躲過勵磁涌流 ⒈ 工作原理 浙江工業(yè)大學畢業(yè)設計說明書（論文） 第 21 頁 間斷角原理的變壓器差動保護采用如下判據(jù) : 間斷角： ?65?d? (331) 波寬： ?140?W? (332) 若間斷角 ?65?d? ，則認為是勵磁涌流 ,而非變壓器內(nèi)部故障 ,此時立即閉鎖比率差動繼電器，以防止其在變壓器空載合閘和外部故障切除電壓恢復過程中誤動；若波寬 ?140?W? ，并且間斷角 ?65?d? ，則短時開放比率差動繼電器，一旦 ?65?d? ，則立即閉鎖比率差動繼電器。 K 一二次諧波制動比，常取 ~。 利用二次諧波制動原理來躲過勵磁涌流 ⒈ 工作原理 勵磁涌流中含有大的偶次諧波分量，且二次諧波分量最大。 假設： 一臺雙繞組變壓 器發(fā)生內(nèi)部匝間短路，已知 nII ?2 （額定負荷電流）， 4/ 21 ?II ，? ? ??? 18021 ??? II ，即 ? ? ??? 021 ???? II? ，因此有： nnnd IIIIII 3421 ????? ?? nnnr e s IIII 20c os4 ???? ? 可見在發(fā)生內(nèi)部匝間短路時且同時有流出的額定負荷電流時，由于 BII n ??1/2 （取為） ,保護動作特性如圖 (b)，已知、當制動特性斜率 s 整定為 和 ??opI 時，保護靈敏動作，靈敏系數(shù)為 ? ?]/[3/ 00 ?? ???? r e sr e sopopds e n IIsIIIK = 3/=4 為防止勵磁涌流造成誤動（ 2 0I ? ， 1I 為涌流， 0resI ? ），采用二次諧波制動方案， 當100 50/ 10%H z H zII ? 時閉鎖保護；涌流檢測的有效時間推薦值為 5s，即在 5s 期間，計算100 50/Hz HzII，判斷是否為涌流， 5s 過后不再作此檢測。 當變壓器縱差保護區(qū)短路（包括相間、匝間短路和中性點接地一側的接地短路）， 如有： ?? 90270 ??? ， 則 0cos ?? ， 令制動電流 resI =0，保護靈敏動作。此外，還可把發(fā)電機縱差保護中的標積制動原理引入到多繞組變壓器差動保護中，其差動判據(jù)為： ?cosm ax2 psd ISII ? 式中： S 為制動系數(shù)； )arg ( m ax ?? ?? psII? 。對于三繞組變壓器，仿照雙繞組變壓器的算法，差動電流 dI 可表示為三個繞組電流向量和的模值，制動電流通常有兩種計算方法，或者用三個繞組電流向量的模值之和表示，或者用三個繞組電流向量的模值的最大者表示。假設各 側電流的相位以及 TA變比誤差己由數(shù)字計算進行了補償，并取各側電流流入變壓器為假定正方向。在傳統(tǒng) 保護中，當變壓器采用 Y/△ 聯(lián)接方式時，需將 Y 側三相 TA副邊接成 △ 形，以保證變壓器兩側同相電流在區(qū)外故障時相位一致。由于 TA二次側電流不再進行并聯(lián)差接，因此，較傳統(tǒng)方式相比，可進一步減小因 TA變比不匹配、特性不一致以及二次負擔不平衡而產(chǎn)生的不平衡電流。 由于變壓器高壓側和低壓側的額定電流不同，因此，為保證縱差動保護的正確工作，就必須適當選擇兩側電流互感器的變比，使其比值等于變壓器的變比 Bn ，且在忽略勵磁電流的情況下，則 I1=I2，繼電器 KD中 I=0電流，亦即在正常運行和外部故障時，兩側的二次電流大小相等、方向相反，在繼電器中電流等于零，因此差動保護不動作。另一方面，充分利用計算機的數(shù)字運算、邏輯處理以及長記憶能力，不斷探索新的保護原理 微機變壓器差 動保護 差動保護原理問世已有近百年歷史。其做法是在啟動元件啟動之后，先調(diào)用半波富氏算法程序，同時將保護范圍縮小 10%。富氏算法在衰減的非周期分量的影響下計算誤差很大。此時，輸入信號可表示為： . ..)(. ..)()()( 210 ?????? txtxtxxtx m 對于 m次諧波 )(txm 又可表示為： m w tXm w tXtwXtx mcmsmmmm c oss i n)s i n(2)( ???? ? 式中： mX —— m 次諧波分量有效值； m? —— m 次諧波分量初相角； mw —— m 次諧波分量角頻率， mwwm? （ w 為基波頻率）。 若積分區(qū)間長度正好為某次諧波的周期或周期的整倍數(shù)，則在此區(qū)間內(nèi)，該次諧波積分的結果是正負半波所圍成的面積正好相互抵消，因此，濾波器對應于該次諧波濾去。此時有兩點采樣值正好大小相等，符號方向相反，相加后輸出為 0，121121 mffKT s ??? 事實上，時都可以消除 m 次諧波，其中 P=1， 2， ? 為基波頻率。此時有，1mfPKTs? 故濾去的諧波次數(shù)為 : 1KTsfPm? 由此可見，當 1f 和 Ts 已確定時，能去掉的諧波最低次數(shù)是在 P=1時計算的 m值，除此之外，還浙江工業(yè)大學畢業(yè)設計說明書（論文） 第 11 頁 能濾掉 m 的整倍數(shù)的諧波。 在微機保護中，數(shù)字濾波器的運算過程可用下述常系數(shù)線性差分方程 來表示 ： )()()( 00 jnybinxany mj jmi i ???? ?? ?? 式中： )(nx 和 )(ny 分別為濾波器的輸入值和輸出值序列； ia 和 jb 為濾波器系數(shù)。 算法是研究保護的重點之一，衡量各種算法的優(yōu)缺點，主要的指標可歸結為：計算精度響應時間和運算量。人機接口應定時或在保護動作后打印或顯示運行情況及保護執(zhí)行結果。 ⒉ 繼電功能回路（ CPU 主系統(tǒng)） CPU主系統(tǒng)一般包括微處理器 CPU，只讀存儲器（ EPROM）隨即存取存儲器（ RAM）及定時 器（ TIME）等。微機保護主要包括進行數(shù)據(jù)采集的輸入 通道、進行數(shù)據(jù)處理及相應判斷的數(shù)字核心部分以及輸出通道。其它如遺傳算法、進化 規(guī)劃等也都有其獨特的求解浙江工業(yè)大學畢業(yè)設計說明書（論文） 第 8 頁 復雜問題的能力。 因此，每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能，而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信功能。顯然，實現(xiàn)這種系統(tǒng)保護的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設備的保護裝置用計算機網(wǎng)絡聯(lián)接起來，亦即實現(xiàn)微機保護裝置的網(wǎng)絡化。DSP 的突出特點是計算能力強、精度高、總線速度快、吞吐量大。 浙江工業(yè)大學畢業(yè)設計說明書（論文） 第 7 頁 ⒈ 微機保護硬件的發(fā)展 隨著計算機硬件的迅猛發(fā)展，微機保護硬件也在不斷發(fā)展。 3. 工藝結構條件優(yōu)越 ⑴ 硬 件比較通用，制造容易統(tǒng)一標準；⑵ 裝置體積小，減少盤位數(shù)量；⑶功耗低。程序的好壞、正確與錯誤都直接影響著保護性能的優(yōu)劣、正確或錯誤。數(shù)字式電子計算機上的數(shù)字和邏輯運算是通過軟件進行的，即這些運算要通 過預先按一定的規(guī)則（語言）制定的計算程浙江工業(yè)大學畢業(yè)設計說明書（論文） 第 6 頁 序進行的。 微機繼電保護與常規(guī)的模擬式的區(qū)別 微機繼電保護與常規(guī)的模擬式的 根本 區(qū)別 是在中間部分，即信息的綜合、分析與邏輯加工、決斷的環(huán)節(jié)。 微機保護的主要部分是計算機系統(tǒng)，用來分析計算電力系統(tǒng)的有關電氣量和判定系統(tǒng)是否故障，然后決定是否發(fā)出跳閘信號。在測量部分中，由于計算機是數(shù)字電路，其工作電平比電力系統(tǒng)互感器的二次輸出信號電平還低。 繼電保護的任務是判斷電力系統(tǒng)有關設備是否發(fā)生故障而決定是否發(fā)出跳閘命令，使發(fā)生故障的設備盡量迅速地與電力系統(tǒng)隔離。由于計算機絡的發(fā)展和在電力系統(tǒng)中 的大量采用給微機保護提供了無限發(fā)展的可能。更主要的 是，它具有其他型式保護裝置不可比擬的、完美的保護性能。與電磁型、整流型保護裝置相比，具有體積小，功耗大，動作速度快，調(diào)試簡單等優(yōu)點。 微機式繼電保護可以說是繼電保護技術發(fā)展歷史過程中的第四代，即從電磁型、晶體管型、集成電路型到微機型。 由于本人缺少實際的操作經(jīng)驗，對保護的事故現(xiàn)場分析不足，在本文中難免有不足之處，望各位老師批評指導！ 浙江工業(yè)大學畢業(yè)設計說明書（論文） 第 4 頁 第一章 緒論 微機繼電保護 概況 電力系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生各種故障，進入不正常的運行狀態(tài)，可能引發(fā)事故，并導致用戶停電或電能質(zhì)量下降，甚至造成人身傷亡和電氣設備的損壞。 第四章 介紹分析了 RCS— 978 數(shù)字式變壓器成套保護裝置的硬件組成、保護原理及功能。 此畢業(yè)設計論文共分五章，第一章主要介紹了微機繼電保護的概況及其發(fā)展，第二章對微機保護的理論基礎包括硬件及一些基本且常用的算法進行了說明，第三章以微機變壓器保護原理的實現(xiàn)為中心， 著重討論了微機式變壓器差動保護的構成原理及實際運行情況及微機式變壓器差動保護外部短路時差動不平衡電流的情況，勵磁涌流的識別方案等問題。 在做畢業(yè)設計過程中得到了本院老師數(shù)月的精心指導，提出很多寶貴的意見，最后由老師進行了仔細的審閱，同時也非常感謝院圖書館、電力系機房給予的大力支持。微機保護就是指以數(shù)字式計算機（包括微型計算機）為基礎而構成的繼電保護。 晶體管型和集成電路型變壓器保護裝置，在我國已有 42多年的制造和運行歷史，有成熟的制造技術和比較豐富的運行維護經(jīng)驗。 微機型保護裝置具有體積小，功耗小，動作快，功能全，整定方便，運行維護簡單等優(yōu)點。 電力系統(tǒng)繼電保護是一門綜合性的科學，奠基于理論電工、電機學和電力系統(tǒng)分析等基礎理論，還與電子技術、通信技術和信息科學等理論、新技術密切的融合在一起。繼電保護技術將沿著網(wǎng)絡化、智能化、適應和保護、測量、控制、數(shù)據(jù)通信一體化的方向不斷前進。 輸入信號通常包括電壓電流模擬量和開關量以及一些通訊數(shù)據(jù)。邏輯部分主要包括信息的綜合、分析與邏輯加工、決斷等環(huán)節(jié)。這就是人機對話部分。而微機保護，即數(shù)字式繼電保護卻是用數(shù)字技術進行數(shù)值（包括邏輯）運算來實現(xiàn)上述功能的。而繼電保護原理直接由軟件，既由計算程序來實現(xiàn)的，程序的不同可以實現(xiàn)不同的原理。 2． 可以方便地擴充其他輔助功能 ⑴ 打印故障前后電量波形 —— 故障錄波、波形分析；⑵ 打印故障報告：日期、時間、保護 動作元件、時間先后、故障類型；⑶ 隨時打印運行中的保護定值；⑷利用線路故障記錄數(shù)據(jù)進行測量（故障定位）；⑸ 通過計算機網(wǎng)絡、通信系統(tǒng)實現(xiàn)與廠站監(jiān)控交換信息；⑹遠方改變定值或工作模式。 6．保護的內(nèi)部動作過程不象模擬式保護那樣直觀 微機繼電保護的發(fā)展趨勢 隨著計算機技術和通信技術以及各種新方法和新理論在繼電保護中的廣泛應用， 微機保護技術未來趨勢是向網(wǎng)絡化、綜合自動化和智能化發(fā)展。 DSP 與目前通用的 CPU 不同，是一種為了達到快速數(shù)學運算而具有特殊結構的微處理器 。微機保護裝置網(wǎng)絡化可大大提高保護性能和可靠性，每個保護單元都能共享全系統(tǒng)的運行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎上協(xié)調(diào)動作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運 行。實際上，保護裝置就是