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　　6微機(jī)變壓器保護(hù)的現(xiàn)狀及其原理的模糊化分析劉新疆鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司能源中心基于模糊多判據(jù)的變壓器保護(hù)算法綜合了幾種不同原理的算法，利用模糊數(shù)學(xué)使幾種判據(jù)優(yōu)勢互補(bǔ)，在原理上提高了變壓器保護(hù)的可靠性和靈敏性。

　　1概述大型電力變壓器是電力系統(tǒng)中極其重要的元件，它的安全與否，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)能否連續(xù)穩(wěn)記地工作，當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)盡快地跳開故障變壓使損失降低到小限，變樂器保護(hù)在非故障如勵(lì)磁涌流過勵(lì)磁等情況下的誤動(dòng)也將給電力承統(tǒng)造成巨大損免因此實(shí)代十付變祝器保護(hù)提出了很高的要求，包括可依賴性不拒動(dòng)安全性不誤動(dòng)速動(dòng)性和足夠的靈敏度由于大型變壓器保護(hù)所采集的量比般的線路保護(hù)要客得多，其運(yùn)算呈也成倍地增長，近年來，微機(jī)保護(hù)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)甩目前，次諧波制動(dòng)原現(xiàn)的差動(dòng)保護(hù)仍然是變樂器保護(hù)的主要形式，由于變壓器本身的復(fù)雜性，該原理的保護(hù)在實(shí)踐中的正確動(dòng)作率不是很高。從實(shí)際運(yùn)行情況看，變壓器保護(hù)的正確動(dòng)作率僅為67這給變壓器木身和屯力系統(tǒng)的安全運(yùn)廳帶來很大挑戰(zhàn)隨力大容景變壓器應(yīng)用的日益增多以及電力系統(tǒng)其它大素的影響，傳統(tǒng)的變壓器保護(hù)兌法已無法完令，應(yīng)電力系統(tǒng)新的要求，因此有必要對變壓器保護(hù)展開新的研宄工作。

　　近年來，變壓器保護(hù)算法中，有幾種理論比較突出，比如說波形比較原理功率差動(dòng)原理低電壓判據(jù)等等。但每種理論都有其相應(yīng)的缺陷，必須與其它保護(hù)算法在起才能提高其可靠性。基于模糊多判據(jù)的變壓器保護(hù)算法綜合了幾種不同原理的算法，利模糊數(shù)學(xué)使幾種判據(jù)優(yōu)勢互補(bǔ)，原理。提高了免壓器保擴(kuò)的可靠性和4敏性2大型變壓器微機(jī)保護(hù)裝置的現(xiàn)狀21傳統(tǒng)次諧波制動(dòng)方式的局限性在變壓器空載合閘或負(fù)載分閘時(shí)會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流，勵(lì)磁涌流波形有很大的間斷角，存在較高的次諧波分量般情況下大于基波分量的而內(nèi)部故障怙況次諧波分試較小般小于基波分量某門檻值時(shí)閉鎖差動(dòng)保護(hù)。

　　目前我國電力變卡器廣泛采用次諧波制動(dòng)原銓的差動(dòng)保護(hù)。隨著屯力系統(tǒng)屯壓等級(jí)的提高和容+的擴(kuò)大，長線帶變樂器及變樂器低壓側(cè)裝設(shè)電容或電抗器進(jìn)行無功補(bǔ)償或吸收的情況經(jīng)常出現(xiàn)，變壓器區(qū)內(nèi)故障出現(xiàn)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量諧波；另外，如果變壓器空載合閘到內(nèi)部故障時(shí)，亦會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，這將導(dǎo)致次諧波制動(dòng)原理的保護(hù)延時(shí)動(dòng)作，甚至拒動(dòng)現(xiàn)代變報(bào)器鐵心廣泛采高導(dǎo)磁冷乳晶粒硅鋼材料，鐵芯飽和點(diǎn)低且剩磁較大，使得勵(lì)磁涌流中某相或兩相電流的次諧波分量很小，為防止勵(lì)磁涌流引起的誤動(dòng)作，往往采叫相次諧波或制動(dòng)綜1所述。次諧波制動(dòng)原理的勵(lì)磁涌流識(shí)別方法在實(shí)際應(yīng)用中存在些缺點(diǎn)，雖然它防止了保護(hù)在勵(lì)磁涌流情況廠的誤動(dòng)作。但同時(shí)它也使以差動(dòng)保護(hù)在變壓器某些區(qū)內(nèi)故障時(shí)不能靈敏動(dòng)作3變壓器勵(lì)磁涌流的模糊多判據(jù)識(shí)別算法近年來，國內(nèi)有關(guān)研宄機(jī)構(gòu)對變壓器勵(lì)磁涌流尺為，由于變壓器的非線性勵(lì)磁特性，要定義個(gè)變壓器的模型是十分困難的，而且影響變壓器勵(lì)磁油流大小的因素如閘角。膃壓器漏抗等在實(shí)聯(lián)系人劉平，男，35歲，本科，工程師，烏魯木齊830022新疆鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司能源中心動(dòng)力分踐中難以預(yù)測或計(jì)算，因此只有全面采集變壓器的信息，利用模糊集合處理不確定性知識(shí)的能力，綜合利用變壓器信息，才可能實(shí)現(xiàn)個(gè)較為完善的保，在現(xiàn)有的變壓器保護(hù)算法中，次諧波制動(dòng)原理波形比較原理功率差動(dòng)原理以及低電壓加速判據(jù)良危較好的微機(jī)可實(shí)現(xiàn)性。以通過模糊集合理論結(jié)合這些算法來實(shí)現(xiàn)個(gè)高可靠性且快速動(dòng)作的變壓器保護(hù)新算法。

　　3.1次諧波制動(dòng)原理及其判據(jù)的模糊化次諧波制動(dòng)原理是目前廣泛應(yīng)用的算法，運(yùn)經(jīng)驗(yàn)十分小富，般取252時(shí)確定為勵(lì)磁涌流，但變壓器內(nèi)部故障時(shí)也有可能產(chǎn)生較大的諧波分般可以認(rèn)為次諧波請?jiān)降褪枪收系目赡苄栽酱螅虼宋覀儗Υ沃C波含量取隸屬函數(shù)，81與是故障的可能性1關(guān)系可以用1來。，1中為常數(shù)。

　　3.2波形比較原理及其判據(jù)的模糊化濾除直流分請的影響。先對勵(lì)磁涌流和短路電流進(jìn)行差分?jǐn)?shù)字濾波，即述的勵(lì)磁涌流和短路電流經(jīng)差分濾波后的波形3經(jīng)差分濾波后，勵(lì)磁涌流前半波和后顯然，短路屯流波形的對稱度函數(shù)的位接近于0，而勵(lì)磁涌流的對稱度函數(shù)值比較大當(dāng)然，當(dāng)勵(lì)磁涌流的間斷角較大時(shí)。前半波和后半波的采樣點(diǎn)都位于間斷角時(shí)。此，里然，們較小。似+應(yīng)認(rèn)為是對稱情況，所以還需設(shè)個(gè)門檻值只有當(dāng)=波的波形是不對稱的，而短路電流的前半波和后半波基本是對稱的根據(jù)此特點(diǎn)。對差分電流進(jìn)，差分濾波后，利用勵(lì)磁涌流和短路電流的對稱程度不同，就可以識(shí)別勵(lì)磁涌流和短路電流設(shè)個(gè)周期內(nèi)采樣點(diǎn)數(shù)為2，對前半波采樣點(diǎn)幻和后半波采樣點(diǎn)4奸定義個(gè)如下的波形對稱度函數(shù)樣點(diǎn)位于間斷角部分，是勵(lì)磁涌流情況。

　　上述對稱度函數(shù)值是故障可能性的隸屈函數(shù)。

　　它可以用如下的偏小型梯形分布來隸屬函數(shù)010的分布4，它了采樣點(diǎn)與故障情況的對應(yīng)程度，0尤灸越大，采樣點(diǎn)是故障的可能性越大經(jīng)過分析，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采樣點(diǎn)位于故障電流的過零點(diǎn)時(shí)，01的值有可能為零。另外，當(dāng)采樣點(diǎn)受到干擾時(shí)，也有可能使得01的值出現(xiàn)較大誤差。為此，取連續(xù)5個(gè)點(diǎn)的91沙的平均值作為識(shí)別勵(lì)磁涌流的特征值，即這樣，當(dāng)5義幻大于某門檻值人時(shí)，即認(rèn)為該采樣電流是故障情況，但由于采樣電流經(jīng)過，丁傳變后，涌流的間斷角消失，所以實(shí)踐明，要滿足對所有的涌流情況不誤動(dòng)的值相應(yīng)地取得較大，考慮定的裕度，取為8，這樣以后，并不能保證對所有的故障情況都能快速動(dòng)作，甚至出現(xiàn)拒動(dòng)的情況現(xiàn)在假設(shè)個(gè)偏大型的隸屬函數(shù)來解決這問對應(yīng)函數(shù)分布5這樣，2就成為采樣電流是否有故障情況的隸屬度3.3功率差動(dòng)原理及其判據(jù)的模糊化在變壓器正常運(yùn)行情況下，變壓器本身消耗的功率很小，因?yàn)閷缀跛懈唠妷旱燃?jí)變壓器而言，它在正常情況下的銅損和鐵損不超過額定容量的悅；而在故障情況下，由于故障點(diǎn)的電弧放電發(fā)熱，將消耗大量的有功；在涌流情況下，由于涌流有個(gè)充電過程，所以在初始階段，它也消耗定的功率，但隨著充電過程的結(jié)束，它消耗的功率越來越小；通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在空載合閘到故障時(shí)，由于涌流和故障電流的共同作用，初始階段消耗的有功特別大，因此可以根據(jù)這特點(diǎn)來判別變壓器空載合閘到故障的情況，而空載合閘到故障正是次諧波制動(dòng)原理和波形比較原理難以判別的情況。

　　當(dāng)變壓器發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，由于變壓器流過較大的穿越電流，此時(shí)變壓器也消耗較大的有功，因此本判據(jù)還需結(jié)合傳統(tǒng)的差動(dòng)保護(hù)來進(jìn)行，當(dāng)差動(dòng)電流大于整定值時(shí)，再利用差動(dòng)功率來判別變壓器是否處于故障狀態(tài)。

　　對個(gè)繞組變壓器而言，它所消耗的有功可以如下其中廠廠乃是變壓器次繞組的瞬時(shí)電壓電流值，對數(shù)字式保護(hù)而言，我們可以先計(jì)算變壓器消耗的瞬時(shí)功率而變壓器消耗的有功平均功率為現(xiàn)在定義個(gè)隸屬函數(shù)來⑴與故障之間的關(guān)系對應(yīng)函數(shù)分布6.

　　3.4低電壓判據(jù)及其模糊化當(dāng)變壓器發(fā)生接地故障時(shí)，故障相電壓會(huì)變得很小，傳統(tǒng)的次諧波制動(dòng)原理般認(rèn)為當(dāng)相電壓低于額定值的7脫時(shí)，認(rèn)為不可能發(fā)生涌流情況，但為了防止區(qū)外故隱切除后沖壓汗產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流造成保護(hù)誤動(dòng)作所以在心，且，時(shí)將保護(hù)閉鎖，其中，為當(dāng)前時(shí)刻前周的電流和電壓，為當(dāng)前時(shí)刻的電壓，心為變壓器空載時(shí)的勵(lì)磁電流為了防止保護(hù)誤動(dòng)，也可以把整定值定得低點(diǎn)，比如是1脫而不是7酚，可以用隸，度函數(shù)來解，這問，定義對應(yīng)函數(shù)分布7 4多判據(jù)的綜合模糊化考慮到綜合利用幾種勵(lì)磁涌流判別方法，會(huì)使保護(hù)的可靠忡有較大的提高。而使保護(hù)動(dòng)作的速度也有所改進(jìn)，所以用個(gè)總的隸屬度來綜合上述多判據(jù)，即其中是該判據(jù)的權(quán)重，并且滿足當(dāng)大于某整定位，保護(hù)將出動(dòng)作，則認(rèn)為是勵(lì)磁涌流情況人血付各判據(jù)的分析，以看出，當(dāng)2，3，4等于1時(shí)，該判據(jù)可以確定為故階，所以，引入句個(gè)加速判據(jù)，即當(dāng)小2，3，4等于1時(shí)，直接出口跳閘，不受大小的限制5結(jié)束語筆荇主要是針對大型變樂器保護(hù)的主要現(xiàn)狀和模糊化處理進(jìn)行了分析，并且引入了新的算法。

　　改進(jìn)后的新算法對變壓器區(qū)內(nèi)嚴(yán)重故障并沒有降低判據(jù)的制動(dòng)系數(shù)，事實(shí)上傳統(tǒng)的比率差動(dòng)保護(hù)對變壓器區(qū)內(nèi)嚴(yán)重故障是具有足夠的動(dòng)作靈敏度定程度上降低其制動(dòng)系數(shù)，但正是因?yàn)樽儔浩鞔藭r(shí)處于輕微區(qū)外故障，所以稍稍降低其制動(dòng)系數(shù)并不會(huì)引起保護(hù)的誤動(dòng)作，因?yàn)閭鹘y(tǒng)比率差動(dòng)保護(hù)中的制動(dòng)系數(shù)根據(jù)受壓器上嚴(yán)重區(qū)外故障此時(shí)變壓器中流過很大的穿越屯流1時(shí)不誤動(dòng)而整定的。也即考慮了極端的情況；當(dāng)然，對于變壓器嚴(yán)重區(qū)外故障，新判據(jù)是不會(huì)降低其制動(dòng)系數(shù)的，因此保證了保護(hù)在區(qū)外故障時(shí)有足夠的可靠性黃貸峰。郁惟鋪。趙亮，王3芬。基尸稅糊多判據(jù)的劃；勵(lì)磁涌流識(shí)別新算法。繼電2000，2.

　　2王國興張傳利。黃益莊。變壓器勵(lì)磁涌流判別方法的現(xiàn)狀及發(fā)展。中國電力，1998，10.

　　3王維儉，侯炳蘊(yùn)。大型機(jī)組繼電保護(hù)理論基礎(chǔ)第2版。水利電力出版社，1989 4郁惟鏞，胡炎，黃登峰。基于波形識(shí)別的性和瞬時(shí)性故障的判別。繼電器，1999，4.

　　5張傳利，黃益莊，王國興。變壓器微機(jī)新算法的研宄及其應(yīng)用。繼電器，1999，3.

　　6楊奇遜。微型機(jī)繼電保護(hù)基礎(chǔ)。水利電力出版社，1988.

　　7吳斌，劉沛，陳德樹。繼電保護(hù)中的人工智能及其應(yīng)用。電力系統(tǒng)自動(dòng)化，1995，4.

　　8段玉清，賀家李。基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的微機(jī)變壓器保護(hù)。中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，1998.