二次谐波涌流制动的实例分析与方法改进
二次谐波制动比率差动的原理
二次谐波制动比率差动的原理摘要：对国内几起微机型主变差动保护误动原因分析，对新建变电站、运行中变电站、改造变电站主变差动保护误动原因，提出了防范措施。
关键词：差动保护；误动；暂态特性；线路纵差保护电力系统中，主变就是承揽电能运送主要设备，做为主设备主维护微机型四纵联及差动（缩写纵差或差动）维护，不断改进，还存有“原因未明”误动作情况，这将导致主变非正常停驶，影响大面积区供电，就是导致系统震荡，对电力系统供电平衡运转就是很有利。
对新建变电站、运转中变电站、改建变电站主变差动维护误动原因展开分析，并明确提出了避免主变差动误动对策。
1主变差动保护主变差动维护通常包含：差动速断维护、比率差动维护、二次(五次)谐波刹车比率差动维护，哪种维护功能差动维护，其差动电流都就是污水泵各两端电流向量和至，主变正常运转保护区外部故障时，该差动电流对数为零，当发生保护区内故障时，该差动电流减小。
现以双绕组变压器为基准展开表明。
1.1比率差动保护动作特性比率差动维护动作特性见到图1。
当变压器轻微故障时，比如匝间短路圈数很少时，不带制动量，并使维护变压器轻微故障时具备较低灵敏度。
而较轻微区外故障时，存有很大制动量，提升维护可靠性。
二次谐波制动主要区别是故障电流励磁涌流，主变空载投运时会产生比较大励磁涌流，并伴随有二次谐波分量，使主变不误动，采用谐波制动原理。
判断二次谐波分量，是否达到设定值来确定是主变故障主变空载投运，决定比率差动保护是否动作。
二次谐波制动比一般取0.12～0.18。
有些大型变压器，增加保护可靠性，也有采用五次谐波制动原理。
1.2差动速断促进作用差动速断是较严重区内故障情况下，快速跳开变压器各侧断路器，切除故障点。
差动速断定值是按躲过变压器励磁涌流，和最大运行方式下穿越性故障引起不平衡电流，两者中较大者。
定值一般取(4～14)ie。
2主变差动维护误动作原因分析主变差动保护误动作可能性大小，大致分为新建变电站、运行中变电站、改造变电站三个方面进行说明，这种分类方法并绝对相互区别，便于分析问题时优先考虑现实问题。
-开题报告-基于二次谐波法判别励磁涌流方法研究
一、毕业设计(论文)课题来源、类型毕业设计（论文）课题来源：科研课题毕业设计（论文）课题类型：理论研究二、选题的目的及意义从工程应用的现状来看，世界上大多数国家都将纵联差动保护作为变压器主保护。
差动保护原理的提出是建立在严格的基尔霍夫电流定律(KCL)基础上的，对于纯电路设备差动保护无懈可击。
比如应用在发电机和线路中的保护充分体现差动保护选择性好、高灵敏度和高速动性等优点。
但是作为变压器内部故障的主保护，差动保护面临着新的问题。
近十几年来，我国的电力工业迅速发展，1999年全国共有220kV变压器2526台，1990年新增加了1224台;共有330kV变压器102台，比1990年增加了68台;共有SOOkV变压器223台，比1990年新增加了157台;到2001年，全国共有220kV变压器3048台，330kV变压器117台，SOOkV 变压器274台。
1990年，全国220kV及以上变压器动作227次，其中正确动作次数159次，误动63次，拒动5次，正确率为70%; 1995年，全国220kV及以上变压器动作320次，其中正确动作次数222次，误动95次，拒动3次，正确率为69.40%; 1999年，全国220kV及以上变压器动作206次，其中正确动作次数138次，误动67次，拒动1次，正确率为66.99%; 2002年，全国220kV及以上变压器动作214次，其中正确动作次数160次，误动58次，拒动1次，正确率74.77%。
从以上结果可以看出，在过去的十多年里，随着大型电力变压器的不断投产，电力系统规模的不断扩大，大型变压器保护越来越重要。
然而变压器保护的发展远远落后于电力变压器的发展，虽然有一定程度的提高，但与线路保护、发电机保护相比，提高的速度太慢。
主要原因是广大继电工作者对电气主设备研究太少，对内部故障分析不够。
变压器故障大多都是因为内部绕组故障造成的，故障主要是由于绕组绝缘损坏，导致绕组匝间故障或绕组接地故障。
比率制动系数 二次谐波制动系数修订稿
比率制动系数二次谐波制动系数集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]谐波制动系数是指二次（或五次）谐波电流与基波（工频）电流的比值，比值超过设定值（谐波制动系数）就闭锁差动保护差动保护由于要考虑各种因素产生的不平衡电流，故灵敏度受到一定的影响。
而不平衡电流的大小与外部短路时的穿越电流有关，穿越电流越大，不平衡电流也越大。
所以在差动保护中引入一个能够反映穿越电流大小的制动电流，使保护的动作电流随着制动电流的增大而增大，从而具有了制动特性。
而制动系数是动作电流与制动电流的比值现在的差动保护多数采用比率制动特性，制动电流具体大小有不同的取值方法，并且发电机、变压器和线路差动保护的制动电流的选取方法均有不同的考虑穿越电流是指从电气元件的一侧流入再从另一侧流出的电流。
个人意见制动系数K=△Id/△Ir，是动作电流变化量与制动电流变化量的比值制动电流=主变各侧电流有效值的和每个不同的厂家都有自己的定义,二次谐波电流与动作电流的比值为二次谐波制动系数一般取没有小于的，也没有大于的，一般后者居多用户可以在~间先做5次空载合闸试验……或用谐波分析仪确定主变压器的励磁涌流中二次谐波含量比，并作为二次谐波制动比定值的整定依据一般取~之间！如果小于那有可能会造成保护拒动，大于可能会误动新投变压器可以在做5次空载合闸试验，如误动则进行调整到，最低不要低于。
做空载试验来测量，是最好的办法谐波制动系数取小些，则变压器空充时（或外部故障切除后电压重建时）能更好地正确闭锁差动保护。
但是当内部故障时，故障瞬间电流含有多次谐波分量（包括二次谐波），较小的谐波制动系数会延迟差动保护的动作时间。
反之正相反，若取较大的谐波制动系数，在内部故障时差动保护动作较迅速，但空载充电（或外部故障切除后电压重建时）差动保护较易误动。
说白了，就是保护灵敏性和可靠性的矛盾。
通常可取。
在用测试仪测试时可能谐波制动系数误差偏大，我遇到过，后来经过分析发现部分测试仪的百分比是二次谐波与全电量的比值，和保护装置二次谐波与基波的比不同当制动电流变大时，要抬高制动系数一个主要目的就是防止CT饱和。
励磁涌流及二次谐波制动
励磁涌流及二次谐波制动1. 什么是励磁涌流？变压器励磁涌流是：变压器在空载合闸投入电网时在其绕组中产生的暂态电流。
变压器投入前铁芯中的剩余磁通与变压器投入时工作电压产生的磁通方向相同时，其总磁通量远远超过铁芯的饱和磁通量，使铁芯瞬间饱和，因此产生极大的冲击励磁电流（最大峰值可达到变压器额定电流的6-8倍），通常称为励磁涌流。
2.励磁涌流具体是怎么产生的？简单来说呢，励磁涌流是由于变压器铁芯饱和造成的，先以一台单相变压器的空载合闸为例来学习一下励磁涌流产生的原因。
我们先来了解一下剩磁的概念：下图曲线是铁磁性材料特有的曲线，对于一个没有被磁化的铁磁材料，其磁感应强度B会随着磁场强度H的增加沿图中虚线所示的路径，逐渐增强，当到达a点时，磁感应强度B不再随磁场强度H线性增加，而是趋于平稳，此时铁磁材料达到磁饱和。
此时若磁场强度H逐渐减小到0，磁感应强度B并不会沿图中虚线路径减小到0，而是由a点下降到b点，在b点剩余的磁感应强度B称为剩磁。
讲到这里相信大家对磁饱和以及剩磁的概念已经了解到根（wan）深（quan）蒂（bu）固(dong)的程度了吧！下面开始正题:变压器是一个电磁元件，其磁通的建立和维持需要励磁电流，当变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时，可能会出现数值很大的励磁电流称为励磁涌流。
变压器稳态运行情况下，设绕组端电压u为：忽略变压器的漏抗和绕组电阻，设匝数N=1，则用标幺值表示的电压u与磁通Φ之间的关系为：当变压器空载合闸时，由电压u与磁通Φ之间的微分方程求解可得：式中：C为积分常数。
由于铁芯中的磁通不能突变，设变压器空载投入瞬间（t=0）时铁芯的ΦSY剩磁为ΦSY，则积分常数C为：于是空载合闸时变压器铁心中的磁通为：式中第一项为稳态磁通，后两项为暂态磁通，若及及变压器损耗，暂态磁通将会随时间衰减，一般大容量变压器约为5-10秒，小容量变压器约为0.2秒左右。
以上推导都是大家在大学期间学习的知识，相信大家记（wang）忆（gan）犹（jing）新（le）。
RCS_978变压器保护二次谐波制动系数整定值探讨
RCS2978变压器保护二次谐波制动系数整定值探讨李本瑜(云南电力调度中心,云南昆明650011)摘要:在《整定导则》中推荐的二次谐波制动系数为15%～20%,该制动系数是以两相涌流之差为基础分析得出的,鉴于RCS2978微机变压器差动保护对变压器各侧电流相位补偿方法的独特之处,励磁涌流在RCS2978差动保护装置中以相电流的形式出现,而非两相涌流之差,分析了《整定导则》中推荐的二次谐波制动系数用于RCS2978变压器差动保护装置时可能存在的问题。
关键词:变压器保护; 相位补偿; 励磁涌流; 二次谐波中图分类号:T M403.5;T M772 文献标识码:B 文章编号:100324897(2004)15200742020 引言由于空投变压器时产生的励磁涌流中含有较大成分的二次谐波,因此,通常以二次谐波制动判据来防止空载合闸时变压器差动保护误动。
为防止空投变压器时差动保护误动,希望二次谐波制动系数整定的尽可能小,为确保变压器内部故障时可靠动作,又希望二次谐波制动系数整定的尽可能大,因此,二次谐波制动系数整定的合理与否,将对变压器能否安全可靠运行起到关键的作用。
但由于变压器的励磁涌流中的二次谐波含量与空载合闸初相角、电源电压、系统阻抗、铁芯型式、饱和磁通、剩磁的大小和方向、三相绕组接线方式等因素有关,为此,继电保护领域的专家、学者经过大量理论分析计算和试验,得出在一般情况下,空冲变压器时总有一相的二次谐波含量大于15%的结论。
因此,在《大机组继电保护整定导则》中给出了二次谐波制动系数整定范围为15%～20%。
由文献[1]可知,以上理论分析计算和试验的结论均是以两相涌流之差为基础分析得出的,该分析方法及结论适用于目前大多数变压器差动保护装置,但考虑到RCS2978微机变压器差动保护对各侧电流相位补偿方式的独特之处,《整定导则》中推荐的整定范围是否适用于RCS2978微机变压器保护,值得探讨。
1 RCS2978微机变压器差动保护的特点大型变压器的绕组通常采用Y/Δ-11的接线方式,从而造成各侧电流相位不一致,为消除变压器差动保护正常运行时的不平衡电流,差动保护装置必须对变压器各侧电流进行相位补偿。
变压器励磁涌流判据分析
电气安全
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（ % ） 分相制动 $ 即每相差动电流中二次谐波 与基波的比值都超过定值时制动， 也称作 “ 与门 ” 制动。此时 " + 取值约为 1’ ) #*’ ， 任何一相的 二次谐波含量小于 " + 值， 保护不被谐波闭锁。 判 别式为 +23
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变压器励磁涌流判据分析
" " 二次谐波制动原理是常用的判别变压器励磁涌流的方 法。分析了二次谐波制动原理的常用算法， 指出其不足之 处，并以案例说明。 分析了变压器励磁涌流的其他判据， 如间断角原理、波形对称原理、 磁通特性原理和基于变压 器模型的保护方案。 最后提出了智能理论识别法， 并重点 介绍了支持向量机的识别原理。
。
智能理论识别法
基于智能理论的继电保护是将人工智能 （ 如 、 模糊控制等方面的原理 专家系统、神经元网络 ） 方法同传统继电保护的理论和技术相结合， 效仿 人的智能决策思维过程和方式， 实现继电保护功 能。随着计算机技术的发展， 基于智能理论的继 电保护在软硬件技术上已具备基本实现的可能性，
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变压器励磁涌流的自适应二次谐波分相制动技术
变压器励磁涌流的自适应二次谐波分相制动技术变压器在电力系统中起着至关重要的作用，它可以将电压从一个电路传输到另一个电路。
在变压器励磁时会产生涌流，这不仅会影响系统的稳定性，还会产生二次谐波问题。
为了解决这一问题，科技工作者提出了自适应二次谐波分相制动技术。
本文将详细介绍此技术的原理、优势以及应用前景。
一、技术原理变压器在励磁过程中产生的涌流和二次谐波问题一直是电力系统中的长期难题。
传统的解决办法是通过接入限流电抗器或者降低励磁电流来减少涌流和二次谐波的影响。
这些方法往往需要额外的设备和复杂的控制系统，增加了系统的维护成本和管理难度，同时降低了系统的运行效率。
自适应二次谐波分相制动技术采用了一种智能控制策略，可以在不需要额外设备的情况下，有效地减少励磁涌流和二次谐波对变压器的影响。
该技术主要包括以下几个步骤：1. 传感器采集：通过在变压器的输入端和输出端安装传感器，实时监测变压器的励磁电流和电压波形。
2. 信号处理：将传感器采集到的数据送入信号处理器中进行处理，提取励磁电流和电压的频谱信息，分析二次谐波的分布和功率特性。
3. 控制策略：根据实时监测到的二次谐波信息，采用自适应控制策略对变压器进行相位调整，通过改变各相的励磁特性，达到减少二次谐波及涌流的效果。
二、技术优势相比传统的限流电抗器等方法，自适应二次谐波分相制动技术具有以下几个明显的优势：1. 降低成本：该技术不需要额外的设备，只需在变压器输入输出端安装传感器和信号处理器，成本较低。
2. 高效节能：通过实时反馈和调整，能够在保证系统正常运行的前提下，最大限度地减少涌流和二次谐波对系统的影响，节省能源并提高系统的效率。
3. 灵活性强：自适应控制策略可以根据实际的运行情况进行调整，适用于不同类型和规模的变压器，具有很强的适应性和灵活性。
4. 系统稳定性：通过减少二次谐波对系统的影响，提高了系统的稳定性和可靠性，延长了设备的使用寿命。
三、应用前景自适应二次谐波分相制动技术在电力系统中有着广阔的应用前景，特别是在变压器励磁涌流和二次谐波问题的解决方案上有着巨大的潜力。
变压器差动保护二次谐波制动方案分析与改进
变压器差动保护二次谐波制动方案分析与改进
张双梓;王铮;孙世勇;邓锐
【期刊名称】《电测与仪表》
【年(卷),期】2014(000)023
【摘要】变压器差动保护中传统的二次谐波制动方案在变压器空载合闸、内部故障或外部故障切除时，若TA饱和，变压器差流中二次谐波含量较低，差动保护容易误动。
文章对变压器差流进行了谐波分析，针对传统二次谐波制动存在的一些问题，提出了基于二次谐波幅值和相位综合判据的二次谐波制动法。
研究了励磁涌流中二次谐波与基波之间特殊的相位关系，通过与二次谐波含量构成自适应调整二次谐波制动系数的综合制动判据，并用EMTP进行大量仿真实验，验证了所提出方案正确性和可靠性。
【总页数】6页(P123-128)
【作者】张双梓;王铮;孙世勇;邓锐
【作者单位】国网河南省电力公司检修公司，郑州450000;国网河南省电力公司检修公司，郑州450000;国网河南平顶山供电公司，河南平顶山467000;国网河南省电力公司检修公司，郑州450000
【正文语种】中文
【中图分类】TM89
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4.二次谐波制动变压器差动保护仿真研究 [J], 石迅;吴俊杰;吴智鹏
5.基于MATLAB的二次谐波制动变压器差动保护仿真研究 [J], 袁瑶;张龙斌因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
励磁涌流导致变压器差动保护误动的原因分析 王思远
励磁涌流导致变压器差动保护误动的原因分析王思远发表时间：2018-01-14T15:19:28.593Z 来源：《电力设备》2017年第27期作者：王思远王建磊[导读] 摘要：某35kV变电站变压器差动保护误动，根据保护装置录波分析，发现保护装置未在出现励磁涌流时可靠闭锁（国网北京市电力公司门头沟供电公司北京 102300）摘要：某35kV变电站变压器差动保护误动，根据保护装置录波分析，发现保护装置未在出现励磁涌流时可靠闭锁。
经过原因分析，发现二次谐波制动原理的励磁涌流闭锁从保护原理上存在一定缺陷，不能100%满足继电保护的可靠性和灵敏性。
通过对保护装置和故障录波的分析，发现误动的原因是励磁涌流中二次谐波分量不足，保护装置未能可靠识别励磁涌流。
针对发现问题，分析原因并提出改进措施，使差动保护快速、准确动作。
关键字：励磁涌流；二次谐波；差动保护1 概述变压器差动保护作为变压器主保护，对电网和变压器安全运行有着重要作用。
然而，由于差动保护原理所限，在保护装置看来，励磁涌流具有和短路电流相同的特点，如果不能准确判别，就会导致保护的误动作。
目前，保护装置识别励磁涌流和短路电流的方法，主要是通过判别电压或电流的波形特征，如二次谐波制动原理、间断角原理和波形相关性分析等。
其中二次谐波制动原理因为实现方式简单、成本较低等原因，应用最为广泛。
但是，由于传统的二次谐波制动原理存在一定缺陷，导致实际生产中出现保护装置未可靠闭锁励磁涌流的现象发生。
某35kV变电站上级线路发生瞬时故障，跳闸后重合发出，该变电站2#变压器差动保护在上级电源合闸后动作，跳开断路器两侧主开关。
从录波分析，合闸瞬间变压器出现励磁涌流，但涌流中的A相的二次谐波分量未达到保护装置定值（15%），差动保护开放。
本文分析二次谐波制动原理缺陷，并提出改进方法，避免差动保护误动作。
2 案例故障情况2016年9月，35kV峪东变电站2#变压器差动保护动作，相应35kV及10kV主开关跳闸。
变压器励磁涌流的自适应二次谐波分相制动技术
变压器励磁涌流的自适应二次谐波分相制动技术【摘要】本文研究了变压器励磁涌流的自适应二次谐波分相制动技术。
在介绍了研究背景和研究意义。
接着分析了变压器励磁涌流和二次谐波产生原理，并详细解释了自适应二次谐波分相制动技术的原理。
通过实验设计和结果分析，验证了该技术的有效性。
最后探讨了技术优势和应用前景。
结论部分总结了变压器励磁涌流的自适应二次谐波分相制动技术，提出了未来研究方向。
该技术在改善变压器励磁涌流问题的也有着广阔的应用前景。
本研究为该领域的进一步发展提供了重要参考。
【关键词】变压器，励磁涌流，二次谐波，自适应，分相制动技术，实验设计，结果分析，技术优势，应用前景1. 引言1.1 研究背景变压器是电力系统中不可或缺的设备，用于改变交流电压的大小。
在变压器运行过程中，励磁涌流是一种常见的现象，其引起的功率损耗和热损耗对系统的安全稳定运行产生负面影响。
为了减少励磁涌流对系统的影响，传统的方法通常采用串联电阻或变压器阻抗来实现。
这些方法存在一些局限性，如造成能量浪费、影响系统功率因数等问题。
随着电力系统的日益复杂和变化，二次谐波在系统中的影响日益凸显。
二次谐波主要由非线性电气设备所引起，如整流器、变频器等。
而这些非线性设备又广泛应用于现代电力系统中，二次谐波的产生已成为一个不可忽视的问题。
研究如何有效应对变压器励磁涌流与二次谐波相互作用的问题显得尤为重要。
提出自适应二次谐波分相制动技术，旨在通过分析变压器励磁涌流特性和二次谐波的产生机理，结合先进的控制策略，实现对系统的智能化管理和优化控制。
这将为提高电力系统的可靠性、经济性和运行安全性带来全新的解决方案。
1.2 研究意义变压器励磁涌流是电力系统中常见的问题，它会导致电网运行不稳定，甚至影响设备的正常运行。
而二次谐波是励磁涌流中的一个主要成分，会给系统带来额外的负荷和损耗。
研究如何有效地控制变压器励磁涌流和二次谐波成为了当前电力系统研究的焦点。
自适应二次谐波分相制动技术的提出与研究意义重大。
【精品推荐】-110kV主变差动保护二次谐波制动系数整定方法探讨
6 改造效果
6.1 延续了原 S AT250 监控系统的先进性、可靠性
SAT250 系统经过多年的运行，其 PLC 变位上 送工作方式（区别于传统周期扫描方式）、分层分布 式系统结构等先进的设计理念已经得到了实践的认 可。同样，SAT 系统在可靠性方面的措施也得到了验 证，其主要表现在：分层分布式结构、安全组件看门 狗和模块检测功能的设计、主要控制设备的硬布线 回路（安全回路）设计、断路器和隔离开关控制的多 重可靠性保证、重要信号的特殊采集和逻辑判断方 式等。本次改造将上述 SAT 系统的先进性和可靠性 进行了有效的集成。
4 空载测试
要使二次谐波制动系数选取合适，除考虑上述 3 个因素外，最重要的是进行不少于 5 次的空载合 闸试验，条件允许时可增加到 7 次，根据测试数据分 析每次合闸瞬间的二次谐波含量，作为整定二次谐 波制动系数的参考依据，以躲过二次谐波含量两相 接近并且数值较低的值。
5 2 号主变二次谐波比率系数整改措施及 校核
来的 2 号主变空载充电跳闸前，旺龙线对侧电源开 关单相接地跳闸，重合后加速跳闸时 2 号主变高压 侧的零序电流录波图。
图 5 2 主变高压侧 A、B、C 三相电流波形
当 2 号主变外部发生接地故障时，旺龙线对侧 电源开关重合后，2 号主变 A、B、C 相均流过方向相
图 7 铁芯的磁化曲线示意图
剩磁增大会影响主变空载合闸充电时产生的二 次谐波分量，当磁通非周期分量与剩磁均同向时，激 磁电流会更大，二次谐波相应增大；当磁通非周期分量 与剩磁反向时，激磁电流会减少，二次谐波相应减少。
李韶
LI Shao
（广西梧州供电局，广西 梧州 543002）
摘要：对变压器空载合闸时影响二次谐波的因素进行分析，探讨了 LFP－971A 比率差动保护二次谐波制动系数的整定方 法，对减少无故障变压器空载或轻载合闸时差动保护误动和减少故障变压器空载合闸时差动保护拒动现象，有一定的参考价值。
分析变压器励磁涌流负序二次谐波对差动保护不正确动作的影响
流 中二 次 谐 波 、 三 次谐 波的 含 量 来识 别励 磁 涌 流 ， 如果三相 中
一
相 被 判 定 为 励磁 涌 流 ． 则 会 闭 锁该 相 比 率 的差 动 元 件 。 但 是
该提 出警报 。但 是 当 时的 情 况为 ， ＃ ２主 变保 护 的 于主 变 内部 进行 了全 面 的检
１ 励磁 涌流 概 念
变 压 器励 磁 涌流 一 般 具 有 非周 期 分 量 ， 常 常在 波 形 图上 造
成 了 涌 流偏 向 时 间轴 一 侧 的效 果 ． 并 且 需要 注 意 ． 励 磁 涌流 中
分析变压器励磁涌流负序二次谐波对差动
保 护不 正确动作 的影响
梁 琨， 王 琰， 晋 飞， 王思城 ， 王 涛（ 国网山 东省电 力公司潍坊供电 公司， 山 东潍坊２ ６ １ ０ ０ ０ ）
【 摘 要 】 本文通过针对 ２ ０ ０ ５ 年公 司 ２ ２ ０ ｋ Ｖ× × 变电站 ＃ ２主变扩建中暴露 出来的差动保护 误差 的问题 ， 来研究变压器励磁涌流 负序 二次谐 波
对于 差 动 保 护 不 正 确 动作 影 响 ， 得 出 了 励 磁 涌 流 负 序 二 次谐 波 对 于 差 动 保 护 会 造 成 一 定 影 响 的 结 论 ， 同 时 也 提 出 了一 系 列 可 以抑 制 励 磁 涌流
产生的方法。
【 关键词 】 一次变压 器 ； 励磁 涌流 ； 二次谐 波 【 中图分 类号 】 Ｔ Ｍ ７ ７ ２ 【 文献标识码 】 Ａ 【 文章编号 】 １ ０ ０ ６ — ４ ２ ２ ２ （ ２ ０ １ ５ ） １ ９ — ０ ｌ １ ５ 一 Ｏ ２
变压器励磁涌流的自适应二次谐波分相制动技术
变压器励磁涌流的自适应二次谐波分相制动技术变压器励磁涌流是变压器运行过程中常见的问题，它会引起变压器温升过高、损耗增加、噪音增大等问题，严重时会导致变压器绝缘老化、短路等故障。
针对这一问题，本文将介绍一种新型的自适应二次谐波分相制动技术，能够有效地解决变压器励磁涌流的问题，提高变压器的运行效率和可靠性。
一、变压器励磁涌流的问题变压器在运行过程中，由于电网负荷的变化等原因，容易产生励磁涌流问题。
励磁涌流主要是由于变压器的励磁电流和电压的不同导致的，当电压和电流的相位角不一致时，就会造成瞬态过流，形成涌流。
励磁涌流不仅会造成变压器的损耗增加，还会导致变压器温升增高，影响变压器的正常运行。
如何有效地解决变压器励磁涌流问题，提高变压器的运行效率和可靠性，是当前变压器研究领域的一个重要课题。
二、自适应二次谐波分相制动技术自适应二次谐波分相制动技术是一种新型的变压器励磁涌流问题解决方案，其核心思想是通过二次谐波分相技术，将变压器的励磁涌流分解成不同的谐波成分，并通过自适应控制来实现对励磁涌流的有效控制。
该技术具有以下几个显著的优点：1.高效降低变压器励磁涌流通过将励磁涌流分解成不同的谐波成分，并对这些谐波成分进行控制，可以有效地降低变压器的励磁涌流。
实验表明，采用该技术后，变压器的涌流问题得到了有效的解决，变压器的损耗和温升均得到了显著的降低。
3.具有良好的适应性和灵活性自适应二次谐波分相制动技术具有良好的适应性和灵活性，可以根据变压器负载情况、电网电压波动等因素实时调整控制策略，确保变压器的稳定运行。
该技术还可以根据变压器的实际情况进行自适应调整，具有较强的适应性。
三、技术应用展望自适应二次谐波分相制动技术是一种非常有潜力的变压器励磁涌流解决方案，具有较强的实用价值和推广应用前景。
随着电力系统的不断发展和变压器技术的不断成熟，该技术有望在未来得到更广泛的应用。
自适应二次谐波分相制动技术可以较好地解决变压器励磁涌流问题，提高变压器的运行效率和可靠性。
变压器励磁涌流的自适应二次谐波分相制动技术
变压器励磁涌流的自适应二次谐波分相制动技术1. 引言1.1 背景介绍随着电力系统的发展和智能化程度的提高，变压器在电力系统中的作用日益重要。
变压器作为电力系统中的核心设备，承担着电能传输与分配的重要功能。
在变压器运行过程中，励磁涌流问题一直是工程技术人员关注的焦点。
励磁涌流会导致变压器内部温升过高，甚至影响变压器的安全稳定运行。
目前，为了解决变压器励磁涌流问题，广泛采用的方法是引入二次谐波分相制动技术。
该技术利用故障源的二次谐波特征，在电力系统中实现对励磁涌流的控制。
通过不同相位的控制信号，实现对变压器励磁涌流进行精确控制，从而保障电力系统的安全运行。
本文将通过对变压器励磁涌流及其问题的深入研究，探讨二次谐波分相制动技术的原理和应用。
结合系统建模与仿真，设计合适的控制策略，并通过实验结果分析，评估该技术在电力系统中的实际应用效果。
最终探讨该技术的应用前景，同时指出存在的问题并展望未来发展方向。
1.2 研究目的研究的目的是为了解决变压器励磁涌流引起的问题，并探索一种新的自适应二次谐波分相制动技术。
通过研究变压器励磁涌流及其问题，我们可以更深入地了解其对电力系统稳定性和运行安全的影响，并为二次谐波分相制动技术的应用奠定基础。
我们的目标是通过建立系统模型和进行仿真分析，设计出一种有效的控制策略，最终实验验证其有效性。
我们希望这项研究可以为电力系统的稳定性改善提供新的思路和方法，同时为未来电力系统的发展和改进提供技术支持。
通过研究的目的和方法，我们可以进一步推动电力系统的智能化和可靠性提升，为能源领域的发展做出贡献。
2. 正文2.1 变压器励磁涌流及其问题变压器励磁涌流是指在变压器进入工作状态时，励磁电流在短暂时间内迅速增加至稳态值的现象。
励磁电流的涌流会导致变压器绕组和铁芯发热，增加损耗，甚至影响系统的稳定性。
励磁涌流会给电力系统带来一系列问题。
励磁涌流会导致变压器绕组温升过高，可能损坏变压器绝缘，缩短变压器的使用寿命。
关于面向变压器继电保护的励磁涌流分析及二次谐波制动保护的相关思考
关于面向变压器继电保护的励磁涌流分析及二次谐波制动保护的相关思考摘要：励磁涌流分析和二次谐波制动保护是变压器继电保护中的重要内容。
励磁涌流分析通过对变压器励磁特性建模和励磁涌流数据分析，评估继电保护的灵敏度，并采取相应措施来避免误动作。
二次谐波制动保护通过检测变压器绕组中的二次谐波电流来实现故障检测和保护动作，具有较高的灵敏度和可靠性。
为了进一步提高变压器的防护准确度和安全可靠性，本文采用具有明确物理定义和参数特征的Jiles-Atherton（J-A）模型，以实现磁化防护策略和材料等效模型的双重目标。
通过将二次谐波制动方法融入传统差动保护方法，成功控制了变压器装置励磁涌流现象，有效解决了变压器装置内外故障问题，并深入研究了J-A改进模型在不同温度下保护装置的安全稳定性。
关键词：变压器继电保护；励磁涌流；二次谐波制动保护引言：随着我国电力需求的显著增长，电网系统结构的进一步完善以及资源分配状况的更加合理，我国继电保护装置的维护和试验也在不断地得到拓展和完善，使得电网系统运维效率得到提高。
在大数据兴起和电网系统逐步成熟的背景下，如何高效地利用大量数据进行电网设备安全运维与保护测试成为研究的热点，旨在将大数据分析应用于电力系统保护与测试中，以实现在大量状态测量值下更加精准地开展状态检测与故障诊断工作，为电力系统日常运行提供更高的准确性。
目前，国内外对电力系统中变压器损耗分析技术已经有了较好的研究成果，但由于变压器本身结构复杂且数量庞大等特点使得传统分析方法无法有效应用于实际情况当中。
在当前国内电力设备的发展规划中，变压器的能源消耗和设备的精度提升已成为备受瞩目的重要计划之一。
1.变压器继电保护设备相关概述到2018年我国国产变压器继电保护设备已基本达到100%，运行时间超过七年的设备比例近60%。
在过去的几十年中，我国已经形成较为完善的变压器保护装置技术体系。
然而，50%以上的变压器设备因其自身的保护缺陷而导致制造质量下降。
变压器差动保护二次谐波制动判据的仿真研究
变压器差动保护二次谐波制动判据的仿真研究作者：吕珍，岳蔚，刘沛发布日期：2004-5-14所属频道:电网电力检修关键词: 励磁涌流差动保护二次谐波制动摘要：利用二次谐波制动原理防止励磁涌流造成差动保护误动作是目前最普遍应用的方法。
通过建立合理的变压器模型，在不同的运行情况下对现行的各种二次谐波制动判据进行仿真，比较，得出了一些有益的结论。
关键词：二次谐波制动；励磁涌流；差动保护1引言变压器在电力系统安全运行中起着重要作用。
差动保护作为主保护最关键的问题就在于励磁涌流引起的保护误动作，长期以来二次谐波原理被用于制动励磁涌流。
常规采用的励磁涌流方式会出现故障变压器空投时非故障相闭锁故障相的现象，导致变压器保护延时动作。
不能迅速切除故障，降低超高压系统中变压器保护的性能。
而这个缺陷可以在变压器保护微机化后通过合理选择谐波制动比、制动逻辑或增补辅助判据得到较大改善。
2二次谐波制动比的几种计算方法目前常用的二次谐波制动比有以下几种计算方法［1］：（1）谐波比最大相制动将式（1）记为判据一。
即利用三相中二次谐波与基波比的最大值来制动。
（2）按故障相制动将式（2）记为判据二。
即利用差流基波最大相的二次谐波与基波的比值来制动。
（3）分相制动将式（3）记为判据三。
即每相差流中二次谐波与基波的比值都超过定值时制动。
（4）综合相制动将式（4）记为判据四。
即利用三相差流二次谐波的最大值与基波的最大值之比来制动。
为更清楚地说明问题，本文在引入权系数的基础上从数学角度进行比较。
首先设三相差流自身二次谐波与基波的比值分别为k a，k b，k c，即：观察三相的权系数可以发现，三者分母相同，因而权系数的大小实质上反映了三相差流基波的大小。
对谐波比最大相制动方式和分相制动方式其谐波比计算实质上是取：对于谐波比最大相制动方式而言，由于三相权系数均取为1，实际上就是不考虑各相差流基波幅值大小对谐波比选取的影响，利用此方式闭锁保护虽然可以保证励磁涌流时保护不误动，但对于超高压系统中的大型变压器而言，由于其励磁涌流衰减时间长，故在空合于故障时保护动作延时相当长，可达到100 ms以上，动模实验最恶劣的情况甚至达到200 ms；另一方面，超高压系统中故障时谐波含量较大，由于最大相制动不考虑各相基波幅值的大小对量就很容易达到闭锁定值，致使保护动作延时。
变压器励磁涌流的自适应二次谐波分相制动技术
变压器励磁涌流的自适应二次谐波分相制动技术作者：张伟林来源：《中国科技纵横》2019年第24期摘; 要：随着我国经济和社会的进步，电力事业得到了飞速发展，变压器作为电力系统的重要组成部分，在变电系统中的作用越来越重要。
变压器的运行条件极其复杂，其运行的可靠性、稳定性、直接关系着整个电力系统的安全性，由其是变压器的制动过程对于电力系统的电压和电流等的冲击较明显，因此本文阐述了变压器励磁涌流，分析了自适应二次谐波分相制动技术，以期为今后电力系统中变压器的制定工作提供技术参考。
关键词：变压器励磁涌流;自适应二次谐波;分相制动技术中图分类号：TM774; ; 文献标识码：A ; ;文章编号：1671-2064（2019）24-0000-000引言电力系统作为我国工业和社会发展的重要保障，其运行情况不仅关系国家的战略方针，也与我们每个人的生活息息相关，同时涉及我国的军事领域、经济领域、工业领域等各大领域，因此电力系统的运行可靠性引起各界人士的广泛关注。
变压器作为电力系统重要的电气组成原件，其运行维护条件复杂，而且断电之后，存在大量的剩磁，上电之后剩磁的存在会使变压器的自身铁芯内部电流充分饱和，产生非常大的励磁涌流。
过大的励磁涌流极易引起变压器的差动保护误动作，同时伴随产生谐波污染、铁芯谐振、电流电压大幅度波动等危害，变压器中的差动保护是本身故障自动保护的主要方式，因此我们在日常电力系统的维护保养过程中要极力避免励磁涌流对变压器差动保护误动的问题。
近年来就上述问题提出了许多的解决方法和技术，其中的二次谐波制动技术成熟、简单、容易实现，在电力工程中已经得到了广泛的应用。
但是二次谐波制动技术不能依据基波与二次谐波自动调整二次谐波的制动比，改善变压器抗短路的能力，同时也不能克服分相制动带来的差动保护滞后的问题[1-4]。
因此研究变压器励磁涌流的自适应二次谐波分相制动技术具有重要的意义。
1 变压器励磁涌流概述1.1变压器励磁涌流的产生原因与特点变压器励磁涌流产生的主要原因是自身铁芯电流过度饱和所致，我们研究变压器结构可以看出，其励磁回路相当于一个非线性的电感线圈，如果变压器运行正常，其自身铁芯中的电流处于未饱和状态，磁导率相對较大，进而使变压器自身绕组产生较大电感，此时变压器中的励磁电流对于自身的差动保护影响很小，励磁电流大小仅为变压器额定电流的2%-10%。
二次谐波涌流制动的实例分析与方法改进
二次谐波涌流制动的实例分析与方法改进发表时间：2015-10-09T16:34:55.333Z 来源：《基层建设》2015年7期作者：李雪峰[导读] 阳西海滨电力发展有限公司 529800 本文阐述了励磁涌流产生的原因、励磁涌流的波形特征，以此得出了更加准确地区分励磁涌流和故障电流的方法。
李雪峰阳西海滨电力发展有限公司 529800 摘要：本文阐述了励磁涌流产生的原因、励磁涌流的波形特征，以此得出了更加准确地区分励磁涌流和故障电流的方法。
在此基础上，简述了改进的二次谐波幅值相位综合制动方法，该方法兼顾了差动保护的速动性、灵敏性和涌流二次谐波含量低时的安全性。
关键词：二次谐波涌流制动前言：目前广泛采用基于波形特征的方法来鉴别励磁涌流，如二次（偶次）谐波制动、间断角闭锁、波形对称等原理。
这些方法各有优劣，但只利用其中某个波形特征而忽略了另外一些重要的特征。
如二次谐波制动原理只利用了涌流波形中的二次谐波分量；间断角原理只利用了波形间断的特征。
研究发现：仅根据二次谐波幅值比或间断角都无法重构涌流波形，因此从利用涌流波形特征的制动方案来看，涌流波形的特征量还是挖掘得不充分。
现场运行的绝大部分电力变压器均采用差动保护作为其主保护。
众所周知，采用该原理的关键问题是如何快速地将空投或切除外部故障引起的励磁涌流与故障电流相区分。
现在主要采用二次谐波制动原理识别涌流的方案，在实践中有较广泛的应用。
二次谐波制动方法在原理上有其不足之处，易受系统其它因素产生的谐波的影响，例如高压输电线分布电容、变压器低压侧串补电容、变电站电缆分布电容及 TA 饱和产生的谐波等，会导致变压器内部故障时仍含有较大的二次谐波分量。
另外在实际励磁涌流中，由于多种原因(如现代变压器的饱和磁通降低、TA 饱和等因素)导致励磁涌流中二次谐波含量明显降低而无法制动差动保护，或要求用户将谐波制动比整定得很低，从而降低了差动保护的速动性和灵敏性。
1、励磁涌流的波形特征励磁涌流波形表现为尖顶波的特性，其谐波含量中基波和二次谐波最大，还含有其它偶次谐波。
变压器励磁涌流致保护误动及其策略探讨
变压器励磁涌流致保护误动及其策略探讨摘要：针对城市轨道交通变电所变压器投运时继电保护装置的误动，根据现场的故障录波和数据，判断出误动是由二次保护装置没有正确进行励磁涌流闭锁造成。
探讨了不同厂家分别在110kV油式主变压器和35kV干式变压器电流保护中利用不同的方式避免误动的合理性，并提出减少涌流误动的措施。
关键词：变压器；励磁涌流；二次谐波；保护误动0 引言现阶段变压器保护主要面临两个问题：一是正确鉴别励磁涌流和内部短路故障，二是正确区别内部故障和区外故障。
由于励磁涌流的复杂性，在变压器空投或变压器区外故障切除时，以及由于CT饱和、无功补偿用的并联电容或者高压电缆分布电容的存在，变压器在内部故障时也存在很大的励磁涌流。
目前电流型保护在识别励磁涌流并可靠闭锁方面存在不少问题，由于定值设定、制动模式选择上的差异造成多次保护误动。
本文分析了城市轨道交通变电所两起励磁涌流造成的保护误动，以及不同厂家在变压器保护方面如何有效闭锁合闸涌流引起的保护动作，减少涌流误动。
某年3月29日04时33分42秒，电力调度在恢复送电时35kV GIS 322断路器零序保护跳闸，并联跳324断路器。
现场收集了故障信息。
1）SCADA车站级监控系统PC机报文：04:33:42:370322馈线零序过流保护动作。
04:33:42:375324馈线柜另一组来的联跳。
04:33:42:380322馈线柜故障总信号动作。
04:33:42:485322馈线柜另一组来的联跳。
2）322馈线柜保护装置报警：零序保护动作灯亮；Alarm 指示灯亮；Alarm 指示灯亮；对侧35kV断路器联跳本侧灯亮。
3）324馈线柜保护装置报警：Alarm 指示灯亮；对侧35kV断路器联跳本侧灯亮。
整流机组额定容量为3450kW。
检查H24柜接线及322断路器Ref 542本体进行常规检查；检查H24柜到RT1#、RT1#至整流器的电缆及RT1本体进行外观检查；检查1#整流器进行相关外观检查；检查整流变温控器等均未发现异常。
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1、励磁涌流的波形特征
励磁涌流波形表现为尖顶波的特性，其谐波含量中基波和二次谐波最大，还含有其它偶次谐波。分析余弦基波与二次谐波波形在不同相对初相位下的叠加情况可以发现，在叠加了一定直流分量且二次谐波与基波相对相位为0°的情况下，会最大限度地增加正极性电流、削弱反极性电流，叠加成偏向于时间轴正向的涌流波形，如图1所示。图中i 0为直流分量，i 1为基波分量，i 2为二次谐波分量，i为叠加波形。相反，二次谐波与基波相对相位为180°的情况下，会叠加成偏向于时间轴负向的涌流波形。利用变压器时域模型仿真得到励磁涌流波形，采用全波傅氏算法计算基波与二次谐波的相位差，并绘制了在二次谐波复数平面上的轨迹图形如图所示。
二次谐波涌流制动的实例分析与方法改进
摘要：本文阐述了励磁涌流产生的原因、励磁涌流的波形特征，以此得出了更加准确地区分励磁涌流和故障电流的方法。在此基础上，简述了改进的二次谐波幅值相位综合制动方法，该方法兼顾了差动保护的速动性、灵敏性和涌流二次谐波含量低时的安全性。
关键词：二次谐波涌流制动
前言：
目前广泛采用基于波形特征的方法来鉴别励磁涌流，如二次（偶次）谐波制动、间断角闭锁、波形对称等原理。这些方法各有优劣，但只利用其中某个波形特征而忽略了另外一些重要的特征。如二次谐波制动原理只利用了涌流波形中的二次谐波分量；间断角原理只利用了波形间断的特征。研究发现：仅根据二次谐波幅值比或间断角都无法重构涌流波形，因此从利用涌流波形特征的制动方案来看，涌流波形的特征量还是挖掘得不充分。
图（2）根据指定相位关系合成的涌流波形
2、附加相位判别的自适应二次谐波励磁涌流制动方案
附加相位判别的自适应二次谐波判据其主判据仍然是二次谐波比制动，从理论上看，增加辅助相位判据能更有效地利用涌流波形的全信息，提高涌流识别的正确率，而在内部故障时，一般二次谐波分量较小，如因长线或电容充放电效应出现较大的二次谐波分量时，其二次谐波的与以上由于变压器铁芯饱和出现的相位特征不一样，即使增加二次谐波相位判据也不会引起差动保护的拒动。附加自适应判据方案的基本原理是：在基波与二次谐波相位差在0°或180°附近适当降低制动比。自适应的附加相位判据由2个二次谐波制动比需要整定η1，η2，一般η2<η1，根据涌流中的基波、二次谐波的相位差来自适应地选取二次谐波制动比。传统的二次谐波涌流制动判据为图3中一半径为η1的圆，它不管基波与二次谐波相位的关系，都采用一个固定的谐波比判据。由前面的分析可知，完全根据涌流中的二次谐波与基波幅值信息，想要恢复出涌流的包络线很困难，也就是说传统的二次谐波制动判据丢失了涌流中的重要的相位信息，而自适应判据根据涌流中的相位条件来调整二次谐波制动比，故能取得较好的制动性能。图3为制动系数复平面，其中粗实线为自适应附加相位判据的制动边界，在制动边界外面，差动保护可靠制动，在边界里面则开放差动保护。二次谐波复数比可以定义为：
图1基波与二次谐波叠加情况
图(1)涌流波形中基波与二次谐波之间的相位关系同时，反过来由合成的方法也可以验证这个事实。以一定量基波、二次谐波、直流分量组合来构成涌流波形，发现当设置基波和二次谐波之间的相位角为0°或180°时，才能构造出类似励磁涌流的形状，如图（2）所示，组合得到涌流的波形轮廓。通过上面的例子，可以初步得出如下结论：单相励磁涌流中的基波与二次谐波相位差为：Δ φ=0°或=（180°）。偏向于时间轴正侧的涌流基波与二次谐波的相位差为0°；偏向于时间轴负侧的基波与二次谐波的相位差为180°。
4、改进型二次谐波制动的实现方案
基于励磁涌流中这种特殊的波形特征，本文提出一种改进型的动态自适应二次谐波制动方法，不仅考虑励磁涌流中二次谐波与基波的幅值比例关系，还近0°或180°时，将二次谐波制动的制动比适当降低，而且自适应地动态调整降低门槛值的使用时间，从而即使励磁涌流中二次谐波含量较小，仍将闭锁差动保护不误动，不必为了避免励磁涌流使差动保护误动而将二次谐波制动比整定得较低，以免在区内故障(特别是伴随有较大二次谐波分量的故障)时由二次谐波制动带来额外的动作延时，甚至导致差动保护错误地被制动，使得差动保护更灵敏、更快速。改进型二次谐波制动原理的动作区和制动区如图5所示，具体判据如下：
及数据情况。
由图4可以看出，当剩磁较大时，k值在79.7ms时降为0. 1210，在80ms时降为0.1056，即在半个周波之后k即低于整定值k set (15%～20%)，二次谐波制动判据失效无法闭锁差动保护，此时若差动电流在动作区内，则差动保护将误动。因此，上述二次谐波制动判据并不完全可靠，会出现在某些情况下判据失效的可能性，从而导致差动保护误动。
现场运行的绝大部分电力变压器均采用差动保护作为其主保护。众所周知，采用该原理的关键问题是如何快速地将空投或切除外部故障引起的励磁涌流与故障电流相区分。现在主要采用二次谐波制动原理识别涌流的方案，在实践中有较广泛的应用。
二次谐波制动方法在原理上有其不足之处，易受系统其它因素产生的谐波的影响，例如高压输电线分布电容、变压器低压侧串补电容、变电站电缆分布电容及TA饱和产生的谐波等，会导致变压器内部故障时仍含有较大的二次谐波分量。另外在实际励磁涌流中，由于多种原因(如现代变压器的饱和磁通降低、TA饱和等因素)导致励磁涌流中二次谐波含量明显降低而无法制动差动保护，或要求用户将谐波制动比整定得很低，从而降低了差动保护的
图3为该判据的动作特性，当涌流中基波与二次谐波的相位差0°或180°附近时，只要二次谐波制动比大于η1，就判别为涌流，附加相位判别的自适应二次谐波制动判据为：
ηη1｜2-｜θ1或｜2--180°θ1（4）
ηη2其它角度（5）
当满足式（15），说明涌流中基波与二次谐波的相位差不在0°或180°附近，此时的二次谐波制动比为常规的制动系数η1。
图3附加自适应相位判据动作平面
3、二次谐波制动法存在的问题
励磁涌流中含有很大成分的二次谐波分量，故可以通过二次谐波来判别励磁涌流。励磁涌流的二次谐波制动判据为当差流中二次谐波与基波的比值k大于某一比例时闭锁差动保护。对变压器空载合闸时的差流波形、基波及二次谐波的波形进行仿真分析，如图4、表1所示为空载合闸时间68ms，合闸角0°，剩磁φr=0.8φ m时的仿真分析波形