基于能耗比的移变变压器励磁涌流的识别研究

基于能耗比的移变变压器励磁涌流的识别研究摘要移动变电站是地下煤矿的移动式成套供电设备。它由三部分组成：隔爆型高压负荷开关、隔爆型干式变压器和隔爆型低压馈电开关。目前，中国煤炭工业采用的移动变电站主要包括6kV和10kV两个等级。由于煤矿的工作环境极其恶劣，低压电网电网经常发生点火，泄漏等故障。为确保矿井电气系统的可靠性，移动变电站作为综采工作面的主要动力来源，除了供电以外，还必须提供保护和控制功能，以实时监测其功能状态。地下低压。当前。移动子站的移动监控功能由移动子系统保护和监控提供。随着移动变电站的发展至今，其保护和控制设备基本上已经进行了计算。然而，随着煤炭综合自动化的不断发展和移动变电站电压等级和容量的不断提高，传统移动式替代保护控制装置的一些弊端逐渐显现。传统的移动变电站无法解决变压器输入电流的问题。激励电流将导致移动保护和控制设备发生故障。由于煤炭工业的特殊性，对养分系统的要求非常严格，对移动变电站的可靠需求非常高。有必要预见任何可能的失败。传统的计量保护措施和控制不能满足这一要求。针对上述缺点和不足，本文深入研究了移动变电站励磁引入电流的成因，并在此基础上，提出了基于能耗比识别转换励磁电流和故障电流的新判据。关键词：移动变电站；保护；测控；励磁涌流；识别

目录9051第一章绪论 绪论1.1研究背景随着经济和社会的发展，世界能源需求正在快速增长，要求新能源和传统的煤炭开采和使用的新需求。国家提出了能源发展战略。在过去的十年中，大型煤炭公司逐步实施生产井的全自动化，以更好地利用煤炭开采。由于孔内环境非常恶劣，内置机械自动化的实施在很大程度上取决于孔中的供应系统。矿井供电系统主要由地下移动变电站供电，这些变电站比其他变电站更依赖地下变电站。由于变电站在煤矿井下采矿系统中的核心作用，其发展直接制约了煤炭工业的发展。[1]因此，研究和开发更可靠的新一代变电站是煤炭工业发展的重要一步。移动变电站由三部分组成：防爆高压断路器，防爆干式变压器和低压爆炸式电源开关。高速开关配有测量和控制装置，可以防止高压智能开关，过载，短路，电压损失和电压侧误差等。操作高压侧网络时的低压侧。作为所有电源的首选，其性能直接影响地下电源的可靠性，安全性和连续性。近年来，发生了几起煤矿事故。其中一个主要原因是煤炭基础设施差，设备可靠性低。为确保燃煤电厂电力系统的可靠性，除了高精度测量和精确控制功能外，保护和控制装置必须能够识别不同类型的故障。换句话说，保护测量系统也必须具有某些故障。因此，开发在此背景下创建的高度可靠，快速且智能的多功能保护测量，控制，保护和诊断系统是非常重要的。1.2本文研究的目的与意义到目前为止，移动变电站的发展基本上导致了计算机化。然而，随着煤炭自动化的不断完善和移动变电站电压水平和容量的不断提高，传统移动变电站的一些弊端逐渐显现。例如，传统的移动变电站无法解决变压器电流磁化的问题。当变压器关闭时，变压器电压切断的初始相位角产生磁化注入电流，变压器保护由于励磁电流而失效。移动台。由于可移动变电站的初始电压电平不高，磁化入口电流的影响不明显，但随着可移动变电站的电压电平继续增加，当前的磁铁吸引力成为不容忽视的问题。[3]因此，为了发展碳工业，满足日益增长的能源需求，随着煤炭工业的发展，有必要加强移动变电站的研发。在煤矿完全机械化的发展。随着中国科学技术的飞速发展，煤炭工业在产品生产能力和技术水平方面取得了长足的进步。但是，由于中国支持设备的相对发展，所有电子控制设备都依赖进口。整体质量很高，但由于设备昂贵，交货时间长，煤炭工业的发展速度非常有限。[4]为了降低成本和提高竞争力，煤矿公司需要提高其产品的高科技含量。因此，测量和控制具有自主知识产权的智能移动IP，通过增强其稳定性，功能性，可持续性和智能来研究实现变电站全自动化的系统微电脑技术的使用在实践中非常重要。1.3移动变电站国内外研究情况1.3.1国外研究情况国外移动变电站通常分三个阶段发展，具体取决于其发展特点。（1）1960年代初期的第一阶段研究和发展，英国，德意志联邦共和国，苏联。采矿国家正在开发和推广移动变电站。另一方面，结构绝缘技术和移动无线电开关技术相对较晚，变压器容量的电压电平相对较小，并且开关功率限制了开关点。[5]当他对1965年英国采煤机板块集团的进口表示满意时，他推出了一款带有高压开关，容量为180千伏安，电压为660伏，高压开关的移动电台，气流开关非常低。（2）1970年至1980年的发展阶段，从1970年到1980年，变压器绝缘技术和移动变电站技术发展迅速，环氧树脂绝缘材料，电压等级和变电站容量开始增加，并使用SF6开关。[6]在此期间，西德，英国，日本，苏联，波兰和其他国家也引进了一些机器装置和采煤设备，这些设备都是在这些国家制造的。容量高达750kVA，次级电压高达1.2kV，高侧开关有SF6开关。高压侧保护性能完善，低压侧开关采用真空断路器，分断能力和使用寿命更高。（3）Nomex芳纶芳纶阶段是一种相对高温的隔热材料，自20世纪90年代以来随着变质隔热技术的进步，是一个相对先进的阶段。显着提高变电站电压水平和容量。这一时期的移动变电站主要有以下功能：l、大容量。变压器容量达几千千伏安并有继续上升的趋势。2、高电压。高压侧电压达十千伏以上，低压侧可达五千伏。3、变压器多绕组。多绕组可同时提供多种电压，从而减少工作面移动变电站的数量，节省投资。4、低压侧开关多样化、多路化。低压侧开关有SF6馈电开关，真空馈电开关，低压保护箱，负荷开关等型式，开关能力显著提高。5、微机监控。移动变电站的高压侧开关，低压侧开关，均用微机进行监测、控制、保护和通讯。实现保护、控制与监控的一体化。1.3.2国内研究情况与其他国家相比，我国移动变电站的发展相对较晚，根据开发过程可分为三个阶段：(1)20世纪60年代中后期起步阶段目前，中国的煤矿机器还比较晚，单个机组的容量很低，因此变电站所需的容量相对较小。1967年，煤炭部和机械部联合组织了上海煤炭研究院，太原研究院，福顺序发动机制造厂和上海加工厂。上海开关厂和上海家电厂，第一代一代移动变电站,容量包括100kVA，200kVA，315kVh和500kVA，电压包括400V和690V.。这一时期移动变电站的主要特点如下：高压，用于具有过载，短路，滤波等基本保护功能的开关。(2)20世纪70-80年代的发展阶段在20世纪70年代开始燃煤电厂开发之后，各个单元的容量开始增加，移动变电站的所需容量开始增加。[7]在这个阶段，基于自1974年以来在英国，西德，波兰和其他国家引进的移动变电站的消化和吸收，佘阳变压器厂，上海煤炭技术实验室，长沙变压器仪器厂，太原，变压器厂，通化变压器厂等变电站设计的额定电压为6kV/1200V或6kV/690V的kV级移动变电站，容量分别为315kVA，500kVA和630kVA。这一时期移动变电站的主要特点是大容量和高电压。(3)20世纪90年代以来的相对成熟阶段那时，中国正在建设一个高效，高度机械化的综合机械化雷场。1993年，她开始研究$IJ6kV/3.3kV的1600kVh的移动变电站，现在能够生产2500kVA。没有移动电台。[8]此期间移动变电站的特性如下。对于能够高达2500kVA的高压侧开关的大型移动变电站，监控过载，短路，电压，漏电保护和绝缘。设备控制，保护和通信。在低压侧，微处理器用于监视，保护和通信。1.4移动变电站保护测控系统的基本要求根据移动变电站在地下燃煤电厂系统中的作用，参照《煤矿安全规程》制定以下子规定系统要求：1.可靠性。测量和控制系统可以准确地确定故障的性质，可靠地执行反应过程并在打开故障后将其锁定以防止其关闭。2.速度。如果保护装置内发生故障，则防震系统必须能够快速反应，以防止损坏扩散并减少对电气设备的损坏。3.敏感度。测量和控制系统必须能够响应错误。换句话说，无论故障是发生在保护区域的开始还是结束，测量和控制系统必须准确响应，并且如果紧急保护区域失效，也具有一定的反应能力。4.选择性。必须选择保护效果，通过选择从配电网中移除故障支路，以确保故障支路的供电连续性，并最大限度地减少电源中断。为了满足保护和控制设备的可靠性和选择性要求，保护测量和监视设备必须配备功能诊断故障，以准确诊断系统中的故障类型。有错误的信息并采取适当的措施，以确保系统的高可靠性和选择性。为了满足系统的速度和灵敏度要求，有必要提高系统的运行速度，以最小化数据处理时间和行程时间。该结构可以采用双工艺结构和多工艺结构。

移变变压器励磁涌流的成因及影响2.1移动变电站的结构与作用2.1.1移动变电站结构移动式变电站由矿物提取变电站（称为移动变电站）：爆炸式真空开关（称为高压真空开关），矿用干式炸药处理器（称为电力变压器）干式），采矿炸药图2如-1所示，低压保护壳的类型（称为低压保护壳）。能量分配方法使用移动变电站的能量负荷。短路，过载，过电压，过滤和信号通过低压保护盒送回高压真空开关，以操作高压侧电路。[11]干式变压器存在缺陷，可以使用高压真空开关进行保护，无需断开高压配电设备。在移动台的高压侧，显示诸如电流，电压和功率的参数。[12]由于采用高压截止方式，电流低于低压，原移动变电站负载侧的故障是低压开关和高压。开关只是断路器的一个弱点。图2-1矿用隔爆型移动变电站1.高压真空配电装置；2.高压出线盒；3.高压分接线盒盖4.变压器器身；5.箱壳；6.箱盖；7.低压出线盒；8.低压保护箱2.1.2移动变电站作用由于其容量大，体积小，运行平稳，运输安全可靠，交通便利，移动变电站在经济中尤其是煤炭工业中变得越来越重要。移动变电站在煤矿电力系统中的主要用途如下：（1）在发生紧急或自然灾害的情况下，或当设备需要立即援助且系统中没有额外容量时，您可以更换全部或部分变电站。（2）移动变电站具有雷电功能，可满足重型煤炭运输机组的高性能，高电压性能。它也可以与地面同时运输。这样可以更好地解决功率过大和短路问题。灵敏度不足问题。[13]（3）考虑到电力需求的快速增长，能源供应的消除相对较长，超出了电气预备计划。当永久变电站很难时，它作为临时变电站运行，例如煤矿，扩建项目。（4）由于资金不足或其他原因，应当作为临时建设边境地区常设职务的机构。（5）移动变电站不仅可以作为进入地下煤矿的入口，还可以扩展到地下供应网络。地下井普遍适用，进一步提高了设备的整体使用速度。同时，它可以减少对土地征收，土木工程和低成本设备安装和运营成本的投资。2.2移动变电站励磁涌流的成因分析变压器是移动变电站的重要设备，安全可靠的运行非常重要。当变压器正常工作时，励磁电流非常低，通常只有上述电流的3-8％，而大型变压器甚至不到1％。然而，当轴承负载闭合时，相对于变压器的初始相角和变压器的特性产生磁化输入电流。在最坏的情况下，磁化输入电流可以达到估计电流的倍数。最直接的影响是变压器保护装置的故障。由于低容量和低电压引入流量，第一个移动变电站几乎没有影响。然而，随着现代煤矿的发展，密集加工操作的数量不断增加，移动变电站所需的容量和负荷也在增加。在这种情况下，不能忽略可移动变电站的引入电流的磁化问题。[14][15]随后对具有闭合负载的单个变压器的励磁电流进行分析，形成原始的ⅢJ。如果变压器在没有负载的情况下关闭，其流量连接将不会突然。如果电压不过零并且保持初始流量连接，则以指数方式创建指数流量分量。如果瞬态磁通量在叠加在正弦变化的磁场上时非常缓慢地下降，它可以达到正常磁通量的两倍，因此变压器磁芯很快就会饱和，激发将比正常情况高得多。目前的介绍流程。[16]为了分析当前的磁化机制，首先分析单台变压器。单台变压器的模型如图2-2所示。图2-2单台变压器励磁涌流分析等效模型根据图2-2，建立电压方程式如下： （2-1）式中：r为仞级绕组的等效电阻；R为线路电阻；矽为初缴绕组磁链；U为外施电压的有效值；α为外施电压的初相角；i为励磁电流的瞬时值。考虑到变压器的绕组电阻，.及线路电阻尺较小，故，可以取正常时的平均电感： （2-2）作为整个瞬态过程的电感，即把电感视为常数。把式(2-2)代入式(2-1)得： （2-3）解上式的微分方程得： （2-4）由于，则： （2-5）代入式(2-4)并根据初始值矽(0)=O，式(2-4)可改写为： （2-6）由式(2-6)可知，磁通量≯由一个按指数衰减的瞬态分量与稳态分量组成；现分析两种极端情况：(1)当合闸初相角口=0。时，瞬态分量的幅值最大。在这种情况下合闸后半个周期，即功时，磁通瞬态分量与稳态分量叠加可达到2屯，此时变压器铁心已经严重饱和，相应的激磁电流急剧增大，可达到正常激磁电流的几百倍，或者说可达到几倍额定电流。如果初相角时，，这种情况下，不含有瞬态磁通分量，这就避免了冲击电流。由(2-6)式求得变压器总磁通后，为了近似求取励磁涌流，把磁化曲线作折线处理，经折线处理后励磁涌流可用如下近似表达式表示： （2-7）其中为变压器饱和磁通，I为励磁涌流。由式(2-6)、(2-7)可根据图解法画出励磁涌流波形如图2-3所示。图2-3变压器励磁涌流波形几何分析2.3励磁涌流对移动变电站保护控制装置的影响励磁涌流输入电流的持续时间短对变压器本身影响不大，但由于其尺寸，它对保护测量和控制装置有重大影响。传输主要有以下几个方面：（1）由于磁化输入电流引起的振幅非常大，可以达到额定电流的倍数。如果超过积极监视和控制偏移的固定值，则保护将发生故障。[17]（2）磁化输入电流包含显着的直流衰减分量，补偿保护测量和控制设备中使用的全波傅立叶算法不能对衰减的直流分量进行滤波，从而导致较大的计算结果。它变成了铅。[18]（3）初始励磁涌流产生并响应串联和并联连接的相邻移动站。输入电流还会导致测量保护和控制设备不匹配。（4）当磁变压器的输入电流迫使相邻的变压器产生并产生电流时，顶部输出端的电流对应于励磁涌流的总电流。并且由于励磁涌流和感应电流的相反极性而产生交流电流。前级电路的输出接近正弦波，基波的幅度显着增加。这使得前路保护电源故障更容易发生。移动变电站的保护和监控更可靠，因为磁化输入电流很容易导致保护和控制设备出现故障。因此，必须进行可靠的测量以避免由于磁化输入电流引起的故障保护。

基于能耗比的励磁涌流与故障电流的识别新判据3.1算法提出煤矿自动化总体水平的提高增加了移动变电站所需的变电站容量，导致磁化起始电流的增加。不能再忽视变电站的影响。为防止故障和变压器保护监控，必须采取措施确定故障电流和电流。有两种主要方法可以区分推力电流和故障电流：二次谐波原理和间歇角度制动原理。两种方法都有缺点。二次谐波原理产生更好的故障电流，不仅在变压器线圈中出现非对称故障时，尤其是在变压器附近的无功功率偏移的情况下。由于磁化的输入电流是临时部件并且不适合于计算机分析，因此在微机的保护下很难保护延迟变压器外观的二次谐波。傅立叶级数谐波。[19]对于瞬态信号，傅立叶级数的周期性扩展会得到不正确的结果。根据间歇角度制动的原理，CT饱和不仅会导致能量流不连续的变形，而且还会导致保护失效，并且不能轻易实现微机保护。高采样频率通常可以精确测量盲点，但是当前角度的离散场持续时间非常小，接近0，并且A/D转换芯片的最大转换误差接近于零因此，需要具有高分辨率的A/D转换芯片。同时，对处理器的计算速度提出了更高的要求。为解决这个问题，专家和科学家在这方面做了大量研究。有许多新方法，波形分析方法，供应方法，流量检测方法，信号检测方法，但是存在局限性并且在开发中，这些算法实际上并不存在于许多应用中。针对这些问题，本文显示了与传统识别方法相比，当前和当前能耗率的磁化被批评用于识别新方法。这种方法原则上不仅简单，而且不仅可靠，而且在计算机保护方面也很出色，这很容易实现。3.2模型与算法根据电路理论，传统有功功率定义为： （3-1）根据此定义，有功功率的计算主要分以下三种情况。1)当电压和电流都为正弦波时，根据上式可得有功功率： （3-2）其中，U为电压有效值，I为电流有效值，为电压与电流的相位差。2)当电压为正弦波，电流为非正弦波时，必须对电流进行傅立叶分解，设： （3-3）其中，U为电压有效值，I为直流分量，Ik为各次谐波电流有效值。由三角函数的正交性，根据式3-2)可得： （3-4）当电压和电流都为非正弦波时，必须对两个量都进行傅立叶分解，设： （3-5）上述区分励磁涌流和功耗的方法是通过将输入电流输入到一个周期中的变压器产生的能量与流过变压器的故障电流产生的能量进行比较得到的。出现错误情况。传统傅里叶算法对频率变化的影响导致一定的光谱损耗，不能正确反映被测信号的各种参数，尤其是幅度和相位，以满足更精确的谐波测量的需要我不能。因此本文采用高斯-牛顿最小二乘法对励磁涌流第一个频周期进行曲线拟合，从而得到励磁涌流所产生的非正弦波瞬时平均有功功率Pins,再由瞬时平均有功功率得到式（3-6）所示的涌流在第一个工频周期内产生的能量表达式。 （3-6）其中T为工频周期，E为涌流在递个工频周期内产生的能量。并搭建图3-1所示的仿真模型对结果进行仿真验证。图3-1励磁涌流仿真模型高斯.牛顿法不受频率变化的影响，具有迭代次数少，收敛速度快等优点，完全满足现代谐波测量的需要。由于励磁涌流为非正弦波，其信号拟合模型可设为： （3-7）其中，i(t)为励磁涌流的瞬时值表达式；为含有未知变量的非线性拟合函数；为拟合函数与实际函数的拟合误差。为了拟合误差尽量小，可设拟合函数为傅立叶函数形式。其表达式可表述为： （3-8）其中I0为直流分量；Ik为各次谐波分量的有效值；βK为各次谐波分量的初相角。对仿真模型图3-1进行仿真计算，得到的励磁涌流各次谐波含量分布曲线如图3-2所示。可见，励磁涌流中四次以上的谐波含量很少，因此分析时略去四次及以上的谐波，即可令式(3-8)中N=3。式(2.14)中主要含有七个未知变量，用未知向量表达为： （3-9）图3-2励磁涌流中各次谐波含量可以通过高斯.牛顿最小二乘法拟合出这七个未知变量，从而得到励磁涌流的近似解，设被测信号i(t)以采样周期T进行采样，则对于某一时刻，电流信号的离散值表达式为： （3-10） （3-11）根据m个采样结果，式(3-10)写成向量表达式的形式为： （3-12）其中，，为m个励磁涌流采样值组成的m×l向量；，为m个采样时间所对应的m个拟合函数值所组成的m×l向量；，为m个采样时间组成的m×l向量；，为m个采样点处实际曲线与拟合曲线的误差值组成的mxl向量。根据最小二乘原理，构造函数： （3-13）为使曲线拟合尽量接近，相当于求一个最优值牙，使得在m个采样点处实际励磁涌流函数值与拟合函数值的绝对值尽量小。即在任意一个采样时间tm，使得： （3-14）因为为非线性函数，因此为非线性最小二乘曲线拟合。必须把它转为线性最小二乘问题，在各个采样时间tm处将在附近按泰勒公式展开，并略去二阶及二阶以上诸项，得： （3-15）其中： 式(3-15)将非线性最小二乘问题转化为一系列线性最小二乘问题。为了使各个采样点处拟合函数与实际函数误差尽量小，令： （3-16）求式(3-14)最小值与求式(3-16)最小值是等价的，记其中：；其中，则式(3-16)可写成： （3-17）要使取最小值，则应使：代入A1和可得： （3-18）这就是高斯.牛顿迭代公式，其中为高斯.牛顿方向。高斯-牛顿法收敛速度很快，具有二阶收敛速度，且具有二次中止性。为了保证每次迭代能使目标函数值下降，在求出方向d(i)后，不直接用作为第什1次近似。而是从焉出发，沿这个方向进行一维搜索，即求一个使得： （3-19）求出步长后，再令进行迭代。通过高斯一牛顿最小二乘法拟合出的励磁涌流后，即可得到瞬时平均功率。由于产生励磁涌流时，电压波形变化不大，设电压仍为工频正弦波。令：由于拟合函数类似于傅立叶表达式，则可根据式(3-4)的有功功率算法，得到涌流的有功功率，通过式(3-6)计算出励磁涌流在第一个周期内消耗的能量，设为。而短路电流与电压都为正弦波，可根据式(3-3)的有功功率算法，得到短路电流的有功功率，再通过式(3-6)计算出短路电流在第一个周期内消耗的能量，设为。从而得到识别励磁涌流与故障电流的新判据，即能耗判据： （3-20）其中，为整定值。3.3仿真与结果分析为变于分析，本文利用MATLAB中PSB模块，并模拟KBSGZY-2000/6/3.3型矿用移动变电站，其额定容量为2000kVA，额定电压为6kV，高低压侧变比为6kV/3.3kV。由于三相变压器的各相相似性，为了方便分析，可模拟其中一相进行仿真实验。由KBSGZY.2000/6/3.3三相参数，可计算出模拟单相变压器容量为，输入单相电压为，变比为，其模型如图2-4所示。为了便于比较，假设变压器为低压侧发生短路故障。仿真结果如图3-3至图3-5所示。从图2-8的仿真结果可以看出，励磁涌流随着合闸初相角的变化而变化。在最不利的时候，即合闸初相角α=0。时励磁涌流最大，可以达到变压器额定电流的2.3倍。从图2-6和图2-7的仿真结果可以看出，短路时原边电流和电压初相角α=0。时的合闸励磁涌流大小相差不大。因此，不能单纯从电流大小来识别是故障电流还是励磁涌流。图3-3电压相角口：0、合闸磁通与励磁涌流波形图3-4副边全匝短路时原边电流波形图3-5合闸电压初相角伐不同时励磁涌流波形上述分析表明，使用单个电流参数很难识别它是故障电流还是激励电流。因此，在本文中，我们将考虑使用电流和电压这两个参数：能量辨别来区分故障电流和励磁电流。在最坏的情况下，当次级侧短路时，初级侧的短路电流最小化。这次，短路电流产生的能量最少。同时，各种模拟计算表明，当初始电压α=50的相位角闭合时，磁化输入电流产生第一周期的最大能量消耗。在上述最极端的情况下，瞬时平均功率波形分别如图3-6和3-7所示。根据式(3-6)计算出两个电流在第一个工频周期内产生的能量，即： （3-21） （3-22）其中，为励磁涌流在第一个工频周期内的瞬时平均功率；为短路电流瞬时平均功率。图3-6短路电流第一个周期瞬时平均功率图3-7α=500合闸时励磁涌流第一个周期内瞬时平均功率根据以上两式算出短路电流在第一个周期内产生的能量值为11.5千焦，而励磁涌流在第一个周期内产生的能量值为2.6千焦。可以看出，短路电流第一个周期内产生的能量远大于励磁电流。故可利用式(3-20)能耗判据来辨别短路电流和励磁涌流。表3-1在不同电压初相角合闸时历比值α0°30°50°70°85°Ei/kJ11.511.511.511.511.5Eiw/kJ1.52.02.62.21.3Ei/Eiw7.75.84.45.28.8利用式(3-21)、(3-22)分别计算第一个周期内短路电流能耗、不同合闸初相角下励磁涌流对应的能耗，以及它们的能耗比如表3-1所示。由表3-1结果可以看出，随着电压合闸初相角的增加，Ei/Eiw比值先减小后增大，当cx=500时达到最小。在最极端的情况下，即a=500时励磁涌流能耗最大，此时的Ei/Eiw最小值仍达到4.4，即根据式(3-20)可以有效地区分出短路电流与励磁涌流。大量仿真计算结果表明，为了保证判据式(3-20)留有一定裕度，可取整定值。3.4实验验证使用实验室模型测试6kV系统。为简单起见，使用双绕组变压器代替三绕组变压器而不影响结论。模拟变压器开关并防止变压器意外关闭，从变压器获得尽可能多的磁化涌流数据。通过上述算法调整输入电流以获得各种参数。将结果与模拟结果进行比较，以验证结论的准确性。实验模型如图3-8所示。由于变压器电压停止的初始相位角不是人为可控的，因此本实验使用几种随机闭合方法来验证变压器的各种初始相位角参考的精度。这样初始相角变为零。它相对均匀地分布在90度之间。使用在各种条件下从检测图收集的值，根据上述高斯牛顿方形调整方法计算各种参数，并且得到的数据显示在下表3-2。为了确保测试结果的准确性，该试验每个循环收集了128个点。表3-2中获得的结果表明，第一周期中短路电流的功耗与输入电流的比率大于3，并且可以确认参考精度。测试结果表明，在相同的闭合起始角度下，测试结果和仿真结果对磁输入电流第一周期的短路电流能量消耗有一定影响。这主要是由于在理想条件下获得模拟结果的事实。在实验案例中，由于数据采集而存在错误。当闭合的初始相位角低时，磁化输入电流小并且误差大。另外，如果执行迭代计算并且在每个步骤发生错误，则迭代次数是有限的，因此与理想情况的差异是不可避免的。图3-8实验模型表3-2不同的合闸初相角情况下拟合参数合闸初相角拟合参数励磁流能耗短路电流能耗短路电流与励磁流能耗比αI0I1I2I3β0β1β2Eiw/kJEi/kJEi/Eiw89°24.5220.127.4624.24620.0832.7375.360.1430.9256.48675°22.8818.956.8644.23818.2328.1288.460.2060.9254.49067°20.5517.706.5334.10815.1328.2271.060.2180.9254.24360°17.8714.545.8993.62320.2220.3276.880.2220.9254.16652°16.6513.515.1683.15635.2279.3225.360.2580.9253.58544°12.429.4564.1652.14438.0356.2146.230.1880.9254.92036°10.258.1204.2331.69645.2243.2335.960.1610.9255.74527°8.8954.3202.9881.89847.0323.5427.560.1570.9255.89019°8.2023.2832.6421.40250.1283.2617.890.1410.9256.56010°7.5683.2022.0761.48755.6446.4464.230.1070.9258.644

励磁涌流的抑制措施除了保护和控制故障外，励磁涌流还会对移变变压器产生许多有害影响。当变压器工作时，励磁涌流的持续时间非常短，对移变变压器的影响很小。但是，如果串联或并联使用多个变压器，则输入电流由相邻的串联或并联变压器产生。当总电流发生时，初始励磁涌流的衰减率大大降低，并且其持续时间大大增加。这对变压器本身有两个影响：首先，长期注入电流导致变压器的铜损快速增加，大大超过正常的铜消耗。线圈变压器的温度急剧上升，对绝缘变压器产生不利影响。其次，磁化馈电电流在变压器线圈中产生电磁力。电磁力的幅度与电流的平方成比例，电磁力基本上在其正常值处增加，并且绕组容易损坏。因此，必须采取适当措施抑制输入电流，避免因磁化输入电流造成的损坏。为了抑制初始励磁涌流，必须首先分析影响初始励磁涌流的因素。4.1影响变压器励磁涌流的因素分析从第二章式(2-6)可以看出，变压器瞬态衰减磁通分量与变压器串联电阻密切相关，图4-1～4-4分别为不同串联电阻时磁通变化曲线以及相应的励磁涌流波形。图4-1R=lOQ时磁通变换曲线及其相应的励磁涌流波形图4-2R=30Q时磁通变换曲线及其相应的励磁涌流波形图4-3R=50Q时磁通变换曲线及其相应的励磁涌流波形如果线路没有串联电阻，这对电流的初始值几乎没有影响，因为线路的等效电阻远小于变压器的等效阻抗。瞬态瞬态衰减。这次，变压器的串联电阻主要影响变压器衰减电流分量的衰减速度。然而，当变压器的串联电阻大时，串联电阻不仅影响衰减的DC分量的衰减率，而且影响衰减电流的初始值。仿真表明，变压器的不同串联电阻对变压器的输入电流有限制作用，主要有两个方面：(a)变压器输入电流二次值的减小。然而，由于线路变压器的低反应性，二次值降低的影响不太明显。(b)加速引入流程的下降。从（2-6）可以看出，输入电流的润湿速度主要由串联电阻决定，电阻R对输入电流的润湿速度的加速度有明显的影响。公式（2-6）还表明，变压器阻尼电流的分量与变压器闭合的初始相位角密切相关，但该角度主要影响电流幅值的影响。过渡到你收到的过渡。流量减少率没有影响。不同合闸初相角所对应的的励磁涌流波形如图4-4所示。图4-4不同的合闸初相角对变乐器励磁涌流影响该图表明，当变压器快门的初始相位角为0度时，磁化入口电流的大小很大。引入流程将逐渐减少。当达到音符时，磁化入口处的流动基本上消失。图4-4表明，当初始相位闭合角增加时，磁化输入电流的衰减率不受影响。4.2励磁涌流的抑制措施通过对上述两种情况的分析，变压器的串联电阻主要影响磁化输入电流的润湿速度，变压器闭合的初始相角对变压器的电流范围影响很大。磁化输入。为了消除磁化引入的电流，许多专家和科学家提出了许多步骤来整合前人的研究，并且两个步骤来抑制两个磁化的引入电流提供一种简单有效的方法。（1）为了加速励磁电流的衰减，当变压器闭合时，相应的串联电阻插入三相线的每相，变压器闭合后，串联电阻与线路断开。这种方法可以有效地抑制磁化输入电流，但问题是操作复杂，需要同时给三相电路增加一个串联电阻，并且在关闭变压器后，不能轻易地从变压器中取出。线。要克服这个缺点，可以使用插值电阻方法。原理如图4-5所示。当变压器闭合时，开关K断开。此时，由于电阻器R连接到中性线，电阻器R连接到电路。电阻串避免每相。当所有相都闭合时，开关K闭合，以便可以容易地切断电路R的电阻。在正常情况下，中性点提供的电流很弱，开关很容易改变。图4-5利用串联也l阻抑制励磁涌流的配置方案（2）为了减小变压器励磁涌流的大小，必须采取适当的措施来控制闭合的初始相位角。仿真表明，闭合变压器的初始相角理想情况下为90°。如果磁化输入电流几乎为零，则闭合是最有利的。因此，可以使用相关和锁定技术来控制变压器闭合的初始相角。相关技术选择是随着开关技术的发展而提出的一种新型电力系统闭合方法。由于变压器磁输入电流的大小与电压系统的相位有关，因此当连接变压器时，通过控制变压器的慢输入时间可以有效地限制磁输入电流。你。选择相关性。请注意，三相变压器是三相和非相干的，因此每相移相120°。因此，如果同时关闭三相，则即使闭合相的一个闭合角为90°，其他两相的初始闭合角也不会是90°。因此，在三相变压器中，相对于输入电流在至少两个相位中存在两个不同的磁化水平。因此，如图4-6所示，相位不能同时关闭，必须及时激活。图4-6A相先合闸时，B、C两相动态磁通变化情况图4-6示出了阶段A首先在最佳时刻闭合，即当闭合角度为90°并且在绕组阶段A中产生的磁通量弱，接近零时。在两相绕组BC中产生感应电流，也称为动态电流，其幅度等于电流最大值的一半，并且相位使相A为180°。在工频周期的1/4之后，B相和C相的两相的预期磁通量和相A的感应磁通量等于，两相B和C的闭合将是闭合的最佳时间。此时，两相线圈B和C中的磁通量尚未达到饱和点，这具有降低磁化输入电流的效果。

结论本文将主要讨论移动变电站的结构和特点，分析磁化引入流的原因及其对移动监控装置的影响。变压器受到能量比的激励。输入电流和故障电流的新标准。根据能量比例标准来区分故障电流和磁化输入电流的方法原则上简单，易于实现并且适用于微计算机保护应用。该方法独立于任何谐波分析，并且