【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(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 24 頁 ? ? ? ? Atttj a rc c os222222 1112 ??????????? ??????????? 由此導(dǎo)出： ?0?? 時有最大波寬 max?j? 。關(guān)于變壓器涌流的特點(diǎn)以及和 (335)式的關(guān)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(jìn)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(shù)消除 VFC 的零漂和變壓器正常運(yùn)行時電流波形的不對稱 若變壓器在正常運(yùn)行狀態(tài)，保護(hù)裝置即進(jìn)行 VFC(壓頻變換 )自動調(diào)零運(yùn)算，不斷地校正 VFC的基準(zhǔn)值。 ⑴ 采用閉鎖條件和開放條件互為補(bǔ)充的涌流判據(jù) 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)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(dāng)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(diǎn)采樣數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行計算的， 在間斷角和波寬測量時采用浮動門坎的技術(shù) ，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(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 21 頁 間斷角原理的變壓器差動保護(hù)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(rèn)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(fù)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(shè)： 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(fù)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(fù)荷電流時，由于 BII n ??1/2 （取為） ,保護(hù)動作特性如圖 (b)，已知、當(dāng)制動特性斜率 s 整定為 和 ??opI 時，保護(hù)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(dāng)100 50/ 10%H z H zII ? 時閉鎖保護(hù)；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(dāng)變壓器縱差保護(hù)區(qū)短路（包括相間、匝間短路和中性點(diǎn)接地一側(cè)的接地短路）， 如有： ?? 90270 ??? ， 則 0cos ?? ， 令制動電流 resI =0，保護(hù)靈敏動作。此外，還可把發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)中的標(biāo)積制動原理引入到多繞組變壓器差動保護(hù)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(shè)各 側(cè)電流的相位以及 TA變比誤差己由數(shù)字計算進(jìn)行了補(bǔ)償，并取各側(cè)電流流入變壓器為假定正方向。在傳統(tǒng) 保護(hù)中，當(dāng)變壓器采用 Y/△ 聯(lián)接方式時，需將 Y 側(cè)三相 TA副邊接成 △ 形，以保證變壓器兩側(cè)同相電流在區(qū)外故障時相位一致。由于 TA二次側(cè)電流不再進(jìn)行并聯(lián)差接，因此，較傳統(tǒng)方式相比，可進(jìn)一步減小因 TA變比不匹配、特性不一致以及二次負(fù)擔(dān)不平衡而產(chǎn)生的不平衡電流。 由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同，因此，為保證縱差動保護(hù)的正確工作，就必須適當(dāng)選擇兩側(cè)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(yùn)行和外部故障時，兩側(cè)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(hù)不動作。另一方面，充分利用計算機(jī)的數(shù)字運(yùn)算、邏輯處理以及長記憶能力，不斷探索新的保護(hù)原理 微機(jī)變壓器差 動保護(hù) 差動保護(hù)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(hù)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(jié)果是正負(fù)半波所圍成的面積正好相互抵消，因此，濾波器對應(yīng)于該次諧波濾去。此時有兩點(diǎn)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(shí)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(dāng) 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(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 11 頁 能濾掉 m 的整倍數(shù)的諧波。 在微機(jī)保護(hù)中，數(shù)字濾波器的運(yùn)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(hù)的重點(diǎn)之一，衡量各種算法的優(yōu)缺點(diǎn)，主要的指標(biāo)可歸結(jié)為：計算精度響應(yīng)時間和運(yùn)算量。人機(jī)接口應(yīng)定時或在保護(hù)動作后打印或顯示運(yùn)行情況及保護(hù)執(zhí)行結(jié)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(jī)保護(hù)主要包括進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的輸入 通道、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及相應(yīng)判斷的數(shù)字核心部分以及輸出通道。其它如遺傳算法、進(jìn)化 規(guī)劃等也都有其獨(dú)特的求解浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 8 頁 復(fù)雜問題的能力。 因此，每個微機(jī)保護(hù)裝置不但可完成繼電保護(hù)功能，而且在無故障正常運(yùn)行情況下還可完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信功能。顯然，實(shí)現(xiàn)這種系統(tǒng)保護(hù)的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護(hù)裝置用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，亦即實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化。DSP 的突出特點(diǎn)是計算能力強(qiáng)、精度高、總線速度快、吞吐量大。 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 7 頁 ⒈ 微機(jī)保護(hù)硬件的發(fā)展 隨著計算機(jī)硬件的迅猛發(fā)展，微機(jī)保護(hù)硬件也在不斷發(fā)展。 3. 工藝結(jié)構(gòu)條件優(yōu)越 ⑴ 硬 件比較通用，制造容易統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；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(hù)性能的優(yōu)劣、正確或錯誤。數(shù)字式電子計算機(jī)上的數(shù)字和邏輯運(yùn)算是通過軟件進(jìn)行的，即這些運(yùn)算要通 過預(yù)先按一定的規(guī)則（語言）制定的計算程浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 6 頁 序進(jìn)行的。 微機(jī)繼電保護(hù)與常規(guī)的模擬式的區(qū)別 微機(jī)繼電保護(hù)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(jī)保護(hù)的主要部分是計算機(jī)系統(tǒng)，用來分析計算電力系統(tǒng)的有關(guān)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(jī)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(hù)的任務(wù)是判斷電力系統(tǒng)有關(guān)設(shè)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(shè)備盡量迅速地與電力系統(tǒng)隔離。由于計算機(jī)絡(luò)的發(fā)展和在電力系統(tǒng)中 的大量采用給微機(jī)保護(hù)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(hù)裝置不可比擬的、完美的保護(hù)性能。與電磁型、整流型保護(hù)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(diǎn)。 微機(jī)式繼電保護(hù)可以說是繼電保護(hù)技術(shù)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(jī)型。 由于本人缺少實(shí)際的操作經(jīng)驗(yàn)，對保護(hù)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(dǎo)！ 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 4 頁 第一章 緒論 微機(jī)繼電保護(hù) 概況 電力系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生各種故障，進(jìn)入不正常的運(yùn)行狀態(tài)，可能引發(fā)事故，并導(dǎo)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(shè)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(hù)裝置的硬件組成、保護(hù)原理及功能。 此畢業(yè)設(shè)計論文共分五章，第一章主要介紹了微機(jī)繼電保護(hù)的概況及其發(fā)展，第二章對微機(jī)保護(hù)的理論基礎(chǔ)包括硬件及一些基本且常用的算法進(jìn)行了說明，第三章以微機(jī)變壓器保護(hù)原理的實(shí)現(xiàn)為中心， 著重討論了微機(jī)式變壓器差動保護(hù)的構(gòu)成原理及實(shí)際運(yùn)行情況及微機(jī)式變壓器差動保護(hù)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(shè)計過程中得到了本院老師數(shù)月的精心指導(dǎo)，提出很多寶貴的意見，最后由老師進(jìn)行了仔細(xì)的審閱，同時也非常感謝院圖書館、電力系機(jī)房給予的大力支持。微機(jī)保護(hù)就是指以數(shù)字式計算機(jī)（包括微型計算機(jī)）為基礎(chǔ)而構(gòu)成的繼電保護(hù)。 晶體管型和集成電路型變壓器保護(hù)裝置，在我國已有 42多年的制造和運(yùn)行歷史，有成熟的制造技術(shù)和比較豐富的運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。 微機(jī)型保護(hù)裝置具有體積小，功耗小，動作快，功能全，整定方便，運(yùn)行維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)。 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是一門綜合性的科學(xué)，奠基于理論電工、電機(jī)學(xué)和電力系統(tǒng)分析等基礎(chǔ)理論，還與電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息科學(xué)等理論、新技術(shù)密切的融合在一起。繼電保護(hù)技術(shù)將沿著網(wǎng)絡(luò)化、智能化、適應(yīng)和保護(hù)、測量、控制、數(shù)據(jù)通信一體化的方向不斷前進(jìn)。 輸入信號通常包括電壓電流模擬量和開關(guān)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(jī)對話部分。而微機(jī)保護(hù)，即數(shù)字式繼電保護(hù)卻是用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行數(shù)值（包括邏輯）運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)上述功能的。而繼電保護(hù)原理直接由軟件，既由計算程序來實(shí)現(xiàn)的，程序的不同可以實(shí)現(xiàn)不同的原理。 2． 可以方便地擴(kuò)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(hù) 動作元件、時間先后、故障類型；⑶ 隨時打印運(yùn)行中的保護(hù)定值；⑷利用線路故障記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行測量（故障定位）；⑸ 通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與廠站監(jiān)控交換信息；⑹遠(yuǎn)方改變定值或工作模式。 6．保護(hù)的內(nèi)部動作過程不象模擬式保護(hù)那樣直觀 微機(jī)繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢 隨著計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)以及各種新方法和新理論在繼電保護(hù)中的廣泛應(yīng)用， 微機(jī)保護(hù)技術(shù)未來趨勢是向網(wǎng)絡(luò)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(dá)到快速數(shù)學(xué)運(yùn)算而具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器 。微機(jī)保護(hù)裝置網(wǎng)絡(luò)化可大大提高保護(hù)性能和可靠性，每個保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn) 行。實(shí)際上，保護(hù)裝置就是