微机衡阳s11变压器保护的现状及其原理的模糊化分析

　　微机衡阳s11变压器保护的现状及其原理的模糊化分析。能源中心基于模糊多判据的衡阳s11变压器保护算法综合了几种不同原理的算法，利用模糊数学使几种判据优势互补，在原理上提高了衡阳s11变压器保护的可靠性和灵敏性。

　　概述大型电力衡阳s11变压器是电力系统中极其重要的元件，它的安全与否直接关系到电力系统能否连续稳记地工作，当衡阳s11变压器发生故障时，江苏溪河海衡阳s11变压器应尽快地跳开故障变压使损失降低到最小限度，衡阳s11变压器保护在非故障，如励磁涌流过励磁等情况下的误动也将给电力承统造成巨大损失，因此对实现衡阳s11变压器保护提出了很高的要求，包括可依赖性不拒动、安全性不误动、速动性和足够的灵敏度，由于大型衡阳s11变压器保护所采集的量比一般的线路保护要客观得多，其运算也成倍地增长。近年来，微机保护在电力系统中得到了广泛的应用，目前，次谐波制动原现的差动保护仍然是衡阳s11变压器保护的主要形式，由于衡阳s11变压器本身的复杂性，该原理的保护在实践中的正确动作率不是很高。从实际运行情况看，衡阳s11变压器保护的正确动作率仅为衡阳s11变压器本身和电力系统的安全运行带来很大挑战。随着大容量衡阳s11变压器应用的日益增多以及电力系统其它因素的影响，传统的衡阳s11变压器保护已无法完成电力系统新的要求，因此有必要对衡阳s11变压器保护展开新的研究工作。

　　近年来，衡阳s11变压器保护算法中，有几种理论比较突出，比如说波形比较原理、功率差动原理、低电压判据等等。但每种理论都有其相应的缺陷，必须与其它保护算法在一起才能提高其可靠性。基于模糊多判据的衡阳s11变压器保护算法综合了几种不同原理的算法，利用模糊数学使几种判据优势互补，提高了衡阳s11变压器保护的可靠性和灵敏性。大型衡阳s11变压器微机保护装置的现状，传统次谐波制动方式的局限性在衡阳s11变压器空载合闸或负载分闸时会产生励磁涌流，励磁涌流波形有很大的间断角，存在较高的次谐波分量。一般情况下大于基波分量，而内部故障情况次谐波分试较小，一般小于基波分量某门槛值时闭锁差动保护。

　　目前我国电力衡阳s11变压器广泛采用次谐波制动的差动保护。随着电力系统电压等级的提高和容量的扩大，长线带衡阳s11变压器及衡阳s11变压器低压侧装设电容或电抗器进行无功补偿或吸收的情况经常出现，衡阳s11变压器区内故障出现时也会产生大量谐波；另外，如果衡阳s11变压器空载合闸到内部故障时，亦会产生大量的谐波，这将导致次谐波制动原理的保护延时动作，甚至拒动现代变报器铁心广泛采用高导磁冷乳晶粒硅钢材料，铁芯饱和点低且剩磁较大，使得励磁涌流中某相或两相电流的次谐波分量很小，为防止励磁涌流引起的误动作，往往采用相次谐波或制动。综上所述，次谐波制动原理的励磁涌流识别方法在实际应用中存在些缺点，虽然它防止了保护在励磁涌流情况的误动作，但同时它也使以差动保护在衡阳s11变压器某些区内故障时不能灵敏动作。

　　衡阳s11变压器励磁涌流的模糊多判据识别算法：近年来，由于衡阳s11变压器的非线性励磁特性，要精确定义衡阳s11变压器的模型是十分困难的，而且影响衡阳s11变压器励磁油流大小的因素如闸角。动力分践中难以预测或计算，因此只有全面采集衡阳s11变压器的信息，利用模糊集合处理不确定性知识的能力，综合利用衡阳s11变压器信息，才可能实现较为完善的保护。在现有的衡阳s11变压器保护算法中，次谐波制动原理波形比较原理功率差动原理以及低电压加速判据具有较好的微机可实现性，以通过模糊集合理论结合这些算法来实现高可靠性且快速动作的衡阳s11变压器保护新算法。

　　次谐波制动原理及其判据的模糊化次谐波制动原理是目前广泛应用的算法，经验十分丰富，一般确定为励磁涌流，但衡阳s11变压器内部故障时也有可能产生较大的谐波。一般可以认为次谐波越低是故障的可能性越大，因此我们对次谐波含量取隶属函数。

　　波形比较原理及其判据的模糊化滤除直流的影响。先对励磁涌流和短路电流进行差分数字滤波，即述的励磁涌流和短路电流经差分滤波后，励磁涌流前半波的对称度函数的位接近于0，而励磁涌流的对称度函数值比较大。当励磁涌流的间断角较大时，前半波和后半波的采样点都位于间断角时，应认为是对称情况，所以还需设个门槛值。只有当波的波形是不对称的，而短路电流的前半波和后半波基本是对称的。根据此特点，差分滤波后，利用励磁涌流和短路电流的对称程度不同，就可以识别励磁涌流和短路电流设个周期内采样点数为2。

　　上述对称度函数值是故障可能性的隶屈函数。

　　它可以用如下的偏小型梯形分布来隶属函数010的分布4，它了采样点与故障情况的对应程度，0尤灸越大，采样点是故障的可能性越大经过分析，可以发现，当采样点位于故障电流的过零点时，01的值有可能为零。另外，当采样点受到干扰时，也有可能使得01的值出现较大误差。为此，取连续5个点的91沙的平均值作为识别励磁涌流的特征值，即这样，当5义幻大于某门槛值人时，即认为该采样电流是故障情况，但由于采样电流经过，丁传变后，涌流的间断角消失，所以实践明，要满足对所有的涌流情况不误动的值相应地取得较大，考虑定的裕度，取为8，这样以后，并不能保证对所有的故障情况都能快速动作，甚至出现拒动的情况现在假设个偏大型的隶属函数来解决这问对应函数分布5这样，2就成为采样电流是否有故障情况的隶属度3.3功率差动原理及其判据的模糊化在衡阳s11变压器正常运行情况下，衡阳s11变压器本身消耗的功率很小，因为对几乎所有高电压等级衡阳s11变压器而言，它在正常情况下的铜损和铁损不超过额定容量的悦；而在故障情况下，由于故障点的电弧放电发热，将消耗大量的有功；在涌流情况下，由于涌流有个充电过程，所以在初始阶段，它也消耗定的功率，但随着充电过程的结束，它消耗的功率越来越小；通过计算发现，在空载合闸到故障时，由于涌流和故障电流的共同作用，初始阶段消耗的有功特别大，因此可以根据这特点来判别衡阳s11变压器空载合闸到故障的情况，而空载合闸到故障正是次谐波制动原理和波形比较原理难以判别的情况。

　　当衡阳s11变压器发生区外故障时，由于衡阳s11变压器流过较大的穿越电流，此时衡阳s11变压器也消耗较大的有功，因此本判据还需结合传统的差动保护来进行，当差动电流大于整定值时，再利用差动功率来判别衡阳s11变压器是否处于故障状态。

　　对数字式保护而言，我们可以先计算衡阳s11变压器消耗的瞬时功率而衡阳s11变压器消耗的有功平均功率为现在定义个隶属函数来实现与故障之间的关系对应函数分布.

　　低电压判据及其模糊化当衡阳s11变压器发生接地故障时，故障相电压会变得很小，传统的次谐波制动原理一般认为当相电压低于额定值时，认为不可能发生涌流情况。

　　改进后的新算法对衡阳s11变压器区内严重故障并没有降低判据的制动系数，事实上，传统的比率差动保护对衡阳s11变压器区内严重故障是具有足够的动作灵敏度，一定程度上降低其制动系数，但正是因为衡阳s11变压器此时处于轻微区外故障，所以稍稍降低其制动系数并不会引起保护的误动作，因为传统比率差动保护中的制动系数根据衡阳s11变压器上严重区外故障。此时衡阳s11变压器中流过很大的穿越电流时不误动而整定的，也即考虑了最极端的情况。当然，对于衡阳s11变压器严重区外故障，新判据是不会降低其制动系数的，因此保证了保护在区外故障时有足够的可靠性。