勵(lì)磁電感是指脈沖變壓器的初級(jí)電感。勵(lì)磁電感的計(jì)算數(shù)值較小;在鐵芯飽和時(shí)數(shù)值在較大值和較小值之間波動(dòng)。由于保護(hù)判據(jù)中考慮了鐵芯飽和對(duì)勵(lì)磁電感數(shù)值的影響,因此該保護(hù)方案能夠快速靈敏地識(shí)別變壓器故障,且不受勵(lì)磁涌流的影響,具有良好的性能。
勵(lì)磁電感的計(jì)算原理
由于變壓器勵(lì)磁涌流過(guò)程是一個(gè)極其復(fù)雜的電磁暫態(tài)過(guò)程,工程上往往采用一些近似的簡(jiǎn)化處理方法:
①忽略其衰減過(guò)程,近似認(rèn)為涌流波形是一個(gè)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)波形,而采用穩(wěn)態(tài)電路的處理辦法進(jìn)行分析,如經(jīng)典的二次諧波制動(dòng)就是采用了穩(wěn)態(tài)電路的傅里葉級(jí)數(shù)的分析方法;
②非線性的磁化特性曲線采用近似的兩折線(2段直線) 線性化表示。文獻(xiàn)指出可采用近似穩(wěn)態(tài)電路的分析方法來(lái)分析涌流的暫態(tài)過(guò)程,否則將使問(wèn)題復(fù)雜化而無(wú)實(shí)際意義。在此前提下,如變壓器涌流過(guò)程中三相鐵心同時(shí)飽和或不飽和,則上述算法可較準(zhǔn)確地計(jì)算變壓器三相勵(lì)磁電感,但實(shí)際變壓器空投時(shí)情況復(fù)雜,可能出現(xiàn)一相飽和、兩相飽和和三相飽和的情形,并且各相進(jìn)入飽和及退出飽和的時(shí)間不同,此時(shí)按本文算法計(jì)算的三相勵(lì)磁電感與實(shí)際值有偏差,但一般變壓器涌流過(guò)程中總存在三相鐵心同時(shí)不飽和的時(shí)間段,故并不妨礙涌流的識(shí)別。
勵(lì)磁電感的仿真驗(yàn)證
圖1 正常運(yùn)行情況下勵(lì)磁電感
圖2 空載合閘時(shí)的差流和勵(lì)磁電感( B相不飽和)
由圖1可知,變壓器正常運(yùn)行時(shí)鐵心不飽和,其勵(lì)磁電感較大且近似保持不變,2 種算法都能反映這一特點(diǎn)。由圖2可知,此時(shí)變壓器 A,C 兩相飽和,B 相未飽和,故 B 相勵(lì)磁電感表現(xiàn)為正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的電感,而在圖2中濾除零序后B相差流也呈飽和形態(tài),對(duì)比圖2可知,的三相差流在三相鐵心同時(shí)不飽和時(shí)段(即圖2三相差流同時(shí)為 0 的時(shí)段)都為 0,在其他時(shí)間不為 0,即其三相差流的波寬和間斷角相同,并保持同步變換,這一特點(diǎn)也可從理論分析中得出,在此情況下,雖然本文算法所得的勵(lì)磁電感與實(shí)際值有偏差,但并不妨礙涌流的識(shí)別。由仿真圖可知,2種算法獲得的三相差流間斷角最小相(A相)的間斷角相近,2 種算法A相電感的計(jì)算結(jié)果也相近。再看 B,C 相的情況,雖然本文算法B,C 相勵(lì)磁電感的涌流特征比文獻(xiàn)算法稍差,但還是能較好地表征涌流的特征。
勵(lì)磁電感的計(jì)算主要取決于差流的大小和變化,空投產(chǎn)生涌流時(shí),原始的勵(lì)磁電流出現(xiàn)間斷角,在間斷期間(即非飽和區(qū))其[勵(lì)磁電流極小且其變化率相對(duì)于電流不間斷時(shí)的變化率也極小,其所對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電感很大,而勵(lì)磁電流較大的區(qū)間其所對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電感很小,對(duì)某種勵(lì)磁電感計(jì)算方法,只要其獲得的差流能足夠保持原始勵(lì)磁電流在涌流時(shí)的間斷屬性,就能夠正確識(shí)別涌流。
由仿真結(jié)果可知,在正常運(yùn)行時(shí),本文算法與文獻(xiàn)算法一樣,可正確計(jì)算出勵(lì)磁電感;在空投時(shí),本文算法獲得的差流能夠保持原始勵(lì)磁電流的間斷屬性,能較好地反映涌流特征;在故障或空投于故障時(shí),本文算法獲得的三相勵(lì)磁電感都成故障相形式,但這并不妨礙與涌流時(shí)的勵(lì)磁電感計(jì)算值相區(qū)分,因而,從涌流識(shí)別角度來(lái)說(shuō),本文的勵(lì)磁電感算法是能夠勝任的。
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