【正文】 可以加以判別。利用 ANN 的并行處理和近似推理，可 以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)運行方式和故障類型的準確診斷和識別 。人工神河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由很多神經(jīng)元廣泛互連而成的網(wǎng)絡(luò)，信息存儲體現(xiàn)在神經(jīng)元之間的連接權(quán)上，存儲區(qū)與操作區(qū)的合二為一， ANN 有高度并行計算能力以及相當強的自適應(yīng)性、魯棒性和容錯性。目前的專家系統(tǒng)主要應(yīng)用于對實時性要求不高的場合，如繼電保護整定、協(xié)調(diào)，高阻接地故障檢測，故障定位，故障診斷。 ． 2 專家系統(tǒng)應(yīng)用 專家系統(tǒng)是人工智能領(lǐng)域中的一個重要分支，它在各個學(xué)科中都得到廣泛的應(yīng)用，講述其在電力系統(tǒng)保護中的應(yīng)用。將模糊理論引入變壓器主保護，其基本思想是將多個輸入量及相關(guān)保護判據(jù)給以不同置信度，然后通過模糊推理決策得到最終跳閘命令。 ． 1 模糊理論應(yīng)用 模糊理論的核心思想是利用數(shù)學(xué)手段仿效人腦思維，對復(fù)雜事物進行模糊度量，模糊識別，模糊推理，模糊控制和模糊決 策。 20 世紀 90 年代中后期人工智能以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了以微機和光傳輸技術(shù)為特征的全數(shù)字控制智能保護系統(tǒng)，以此為標志，微機繼電保護技術(shù)呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化，智能化，以及保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化的發(fā)展趨勢。 變壓器保護發(fā)展趨勢 電力系統(tǒng)飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新要求，電子技術(shù)、計算機技術(shù)與通信技術(shù)的迅猛發(fā)展又為繼電保護技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新活力。而由于保護配置的復(fù)雜性往往容易產(chǎn)生保護軟件 的不定型性問題，這不僅提高了研制和生產(chǎn)成本，還有時因生產(chǎn)周期太短造成驗證工作的不完整性，如果考慮到主設(shè)備保護受考驗機會少，如現(xiàn)場萬一把關(guān)不嚴，其隱藏錯誤一旦暴露就可能是誤、拒動，造成巨大損失。對十變壓器后備保護來說，由十變壓器結(jié)構(gòu)型式多樣，運行環(huán)境不盡相同，對后備保護的配置，如保護原理、動作方向、分段跳閘方式、壓板投 /退控制以及模擬量和開關(guān)量的引接方式等存在不同的應(yīng)用要求。它實質(zhì)上是傳統(tǒng)變壓器保護中電量與非電量保護的 一個擴展，它的研究與發(fā)展，為變壓器保護的研究與發(fā)展提供了一個新的思路?，F(xiàn)代數(shù)學(xué)工具如 :模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，專家系統(tǒng)，小波分析等開始越來越多的融入到變壓器保護的研究領(lǐng)域，一方面為傳統(tǒng)的變壓器保護方法提供了更有效的工具，另一方面，采用多個信息量，可提高變壓器保護的“智能化”程度，改善可靠性和適應(yīng)性。 近年來，新器件、新技術(shù)的應(yīng)用為變壓器保護的研究與發(fā)展提供了一個廣闊的天地。不斷出現(xiàn)的問題推動了研究的不斷深入，“虛擬二次諧波制動法”從理論上可在半周的時間使保護動作，而且采用奇次諧波鑒別使其對對稱性勵磁涌流的鑒別能力大大強十二次諧波制動。在高壓電力系統(tǒng)中，由十 TA 飽和、補償電容或長線分布電容等因素的影響，內(nèi)部故障時差流中的二次諧波分量顯著增大，造成保護誤閉鎖和延時動作。實踐表明，在過去幾十年間，上述原理基本上能達到繼電保護要求。間斷角原理從分析勵磁涌流波形本質(zhì)出發(fā)，為勵磁 涌流的鑒別提供了新思路，沿著這個思路，波形比較法、波形對稱法和積分型波形對稱法相繼被提出。1972 年， Skyes 發(fā)表了計算機變壓器諧波制動保護方案，使得微機式變壓器保護的發(fā)展向?qū)嵱没较蜻~進。 微機變壓器保護的研究開始于 60 年代末 70 年代初。 1941 年， 首次提出了利用諧河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 波制動的差動保護，將諧波分析引入到變壓器差動保護中，并逐漸成為國外研究勵磁涌流制動方法的主要方向。但由此 帶來的技術(shù)難題是如何將變壓器的勵磁涌流與內(nèi)部故障區(qū)分開來。 以 1931 年 . Cordray 提出比率差動的變壓器保護標志著差動保護作為變壓器主保護時代的到來。 變壓器 保護的發(fā)展及現(xiàn)狀 追溯變壓器保護的發(fā)展歷史 追溯變壓器保護的發(fā)展歷史 從 1885 年匈牙利三位工程師發(fā)明了變壓器以來，一個多世紀里，變壓器有了長足的發(fā)展，電壓已達到百萬伏級，使輸電距離超過 1000km。從實際配置情況看，后備保護配置的地方習(xí)慣性較強，有時地區(qū)其后備保護配置很復(fù)雜環(huán)保護不到位，最近數(shù)年來因后備保護不完善釀成了多次事故。相對于變壓器主保護，變壓器后備保護原理更成熟，但其保護原理眾多， 配置復(fù)雜。另外，將新興學(xué)科和方法（如模糊集合論、專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等）運用到變壓器的保護中也是研究的熱點之一。為了保護變壓器安全、可靠的運行，電力工作者不斷深入分析其運行特性，研究新原理，新方法提高變壓器保護的性能，對其理論探討與裝置 研制一直在不斷進行。近年來，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴大、電壓等級的升高，大容量變壓器的應(yīng)用日趨增多。 關(guān)鍵詞 : 變壓器差動保護 瓦斯保護 后備保護 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 目錄 摘要 ?????????????????????????????????????????????? 1 ??????? ???? ? ??? ???? ??? ?????????????? ???????? 4 引言 ??????????????????????????????????????????? 4 變壓器保護的發(fā)展與現(xiàn)狀 ??????? ???????????????????????? 4 變壓器的發(fā)展趨勢 ??????????????????????????????????? 6 模糊理論的應(yīng)用 ????????????????????????????????? 6 專家系統(tǒng)的應(yīng)用 ????????????????????????????????? 6 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用 ??????????????????????????????? 6 自適應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用 ??????? ????????????????????????? 7 ??????????????????????????????? 8 選擇性 ??????????????????? ? ?????????????????????? 8 速動性 ??????????????????? ? ?????????????????????? 8 靈敏性 ??????????????????? ? ?????????????????????? 8 可靠性 ??????????????????? ? ?? ???????????????????? 8 本文的內(nèi)容與任務(wù) ??????????????????? ? ???????????????? 9 ??????????????????? ? ?? 10 變壓器故障特征分析 ??????????????????? ? ?????????????? 10 變壓器保護的配置 ??????????????????? ? ??????????????? 10 本文保護裝置主后備配置 ??????????????????? ? ????? ?????? 11 ??????????????????? ? ????? 13 變壓器主保護 ??????????????????? ? ????????????????? 13 ． 1 差動保護原理分析 ??????????????????? ? ????????????? 13 二次諧波閉鎖的比率差動保護 ???????????????????? ? ????? 16 比率差動保護的基本工作原 ??????????????????? ? ???? 16 二次諧波閉鎖原理 ??????????????????? ? ????????? 18 CT/PT 斷線閉鎖 ??????????????????? ? ??????????? 18 瓦斯保護 ??????????????????? ? ?????????????????? 19 變壓器后備保護 ???????????????????? ? ??????????????? 21 過電流保護 ??????????????????? ? ???????????????? 21 低電壓啟動的過電流保護 ??????????????????? ? ???????? 22 復(fù)合電壓啟動的過電流保護 ??????????????????? ? ??????? 23 負序過電流保護 ??????????????????? ? ????????????? 25 ． 5 變壓器零序電流保護 ??????????????????? ? ??????????? 26 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 變壓器的過負荷 ??????????????????? ? ????????????? 27 變壓器的勵磁保護 ??????????????????? ? ???????????? 27 小結(jié) ??????????????????? ? ?????????????????????? 28 ??????????????????? ? ?????????????????? 30 致詞 ???????????????????? ???? ?????????????????????? 32 參考 文獻 ???????????????????????? ? ?????????????????? 33 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 電力變壓器是電力系統(tǒng)中最重要的電氣主設(shè)備之一，作為電能傳送的樞紐，其重要性不言而喻。本文闡述了目前較成熟的二次諧波閉鎖來彌補差動保護 中 的缺陷，使其更加可靠。差動保護是靠比較變壓器進出兩側(cè)的電氣量的變化差異，判斷變壓器是否有故障的一種保護方式。變壓器主保護包括瓦斯保護和 差動保護。 本文回顧 了變壓器保護的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀，闡明了變壓器主、后備保護的研究方法及存在的主要問題。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 變壓器保護的研究 摘要 電力變壓器是電力系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備，它在電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電等各個環(huán)節(jié)廣泛使用，因而其安全運行關(guān)系到整個電力系統(tǒng)能否連續(xù)穩(wěn)定的工作。因此必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度并考慮到可能發(fā)生的各種類型的故障和不正常工作的情況，而裝設(shè)性能良好、工作可靠的繼電保護裝置是變壓器安全運行的關(guān)鍵。文中詳細描述了大型油式變壓器保護的 主 后備保護原理、安裝措施、保護的功能。瓦斯保護 是變壓器的非電氣量保護之一，當變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，變壓器油和絕緣材料就會因高溫產(chǎn)生大量的氣體，使瓦斯保護裝置動作于信號 或跳閘 ，從而保護變壓器。 差動保護能正確的區(qū)分變壓器內(nèi)外故障，靈敏度高，是目前應(yīng)用最廣泛的保護，但其中常見的勵磁涌流的問題一直是保護工作中的難題。 本文最 后列出了一些變壓器保護的參考文獻，以便讀者參考運用。大型變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價昂貴、一旦發(fā)生嚴重故障而損壞，將給維修工作帶來很大困難，造成經(jīng)濟上的重的損失。大容量變壓器采用糾結(jié)式繞組，易于產(chǎn)生匝間短路，因此，故障率相對較高。針對差動保護中的勵磁涌流問題，國內(nèi)外積極研究各種原理予以解決，如：二次諧波制動、間斷角、電壓制動、磁通特性原理和等值電路法等。而隨著計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，高性能的微處理芯片層出不窮，微機變壓器保護裝置的性能不斷得到改善，整個微機保護系統(tǒng)正向傻瓜化，人工智能化，網(wǎng)絡(luò)化，保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化，標準化方向發(fā)展。近年來，由于主變后備保護在配置上不夠完善，當中、低壓側(cè)特別是低壓側(cè)母線故障，而保護或斷路器拒動時，因高壓側(cè)靈敏度不夠，無法切除故障，造成燒毀主變甚至引發(fā)大面積停電的事故時有發(fā)生，教訓(xùn)深刻。因此，必須重視與主網(wǎng)相聯(lián)的大型變壓器的后備保護，認真研究它的合理配置、原理接線，選擇合理的運行方式，提高直流電源的可搞性等，確保大型變壓器自身的安全和系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。 電力變壓器一個世紀以來，電力變壓器原理未曾改變，隨著年代的推進，先進生產(chǎn)設(shè)備日臻完善，因而各項技術(shù)參數(shù)愈來愈先進 。電流差動保護也以其原理簡單、選擇性好、可靠性高的特點在變壓器保護中獲得了極其成功的應(yīng)用。變壓器保護的發(fā)展史也自此成為一部變壓器勵磁涌流鑒別技術(shù)發(fā)展史。 1948 年， 和 W E. G1assBurn 提出了利用二次諧波鑒別變壓器勵磁涌流的方法，并在模擬式保護中加以實現(xiàn)，同時，還提出了差動加速的方案，以差動加速、比率差動、二次諧波制動來構(gòu)成整個諧波制動式保護的主體，并一直延續(xù)至今。 1969 年， Rockerfeller 首次提出數(shù)字式變壓器保護的概念，揭開了數(shù)字式變壓器保護研究的序幕之后， 和 Degens 對變壓器保護的數(shù)字處理和數(shù)字濾波做出了研究 。 變壓器保護在進入數(shù)字微機時代后，利用微機強大的運算和處理能力，新的勵磁涌流鑒別方法不斷被提出，在國內(nèi)外形成研究熱潮?，F(xiàn)在實用的微機變壓器保護中識別勵磁涌流的方法也主要是 :二次諧波閉鎖、間斷角閉鎖、波形對稱原理等。然而，隨著電力系統(tǒng)以及變壓器制造技術(shù)的日益發(fā)展，利用涌流特征的各種判據(jù)在實用中均遇到了一些無法協(xié)調(diào)的矛后。另一方面，現(xiàn)代大型變壓器多 采用冷軋硅鋼片，飽和磁密度較低而剩磁可能較小，使得變壓器勵磁涌流中的二次諧波