变压器励磁涌流和绕组故障的仿真分析

1、变压器励磁涌流和绕组故障的仿真分析,姓 名： 周志明 学 号： 20111081 班 级： 3 指导教师： 刘莫尘 时 间： 2015年6月6日,2011级电气工程及其自动化专业毕业论文答辩,主要内容,对励磁涌流的波形图进行分析,改变影响励磁涌流的因素，观察其仿真后的波形,对励磁涌流和短路电流的波形图比较分析,对变压器内部绕组故障时差动保护的仿真分析,如右图1-2所示在Simulink平台上进行变压器空载合闸时励磁涌流模型的搭建，在该模型中采用的是 双电源供电，变压器模型用的是双绕组三相变压器（铁芯饱和）容量为60MVA，一二次绕组的接线方式采用y/y型接线。,图1-2变压器器空载Matlab

2、仿真模型,图1-1 双侧电源的双绕组变压器电力系统,对励磁涌流的波形图进行分析,仿真后得到的三相励磁涌流的波形图,从仿真后得到波形图1-3中不难看出： （1）A相励磁涌流的波形为尖顶波且波形之间是间断的。 （2）励磁涌流的波形完全偏向于时间轴的一侧，而且波形在一开始的时候衰减的很快随着时间慢慢减弱。 （3）A相励磁涌流波形不是对称的，也不是周期性的波形。,图1-3 变压器器空载合闸（A相）励磁涌流的波形图,A相励磁涌流的谐波分析,通过powergui中的FFT Analysis对励磁涌流A相的波形进行谐波分析。,图1-4 A相励磁涌流的谐波分析,通过改变合闸时初相角的大小，可以得到表1-1数据

3、。 可以看出不同的合闸初相角也是影响变压器励磁涌流的一个重要因素。,表1-1 不同合闸初相角a下的谐波分析,改变影响励磁涌流的因素，观察其仿真后的波形,在不同合闸初相角a下作空载合闸分析,在改变了变压器绕组接线方式后由原来的y/y型接线改为y/D11型接线得到得到如图1-5所示三相励磁涌流波形。,图1-5 改变绕组接线方式后的三相励磁涌流,改变变压器绕组接线形式后A相仿真波形,通过设置故障模块1，在0.3-0.5秒内变压器发生三相短路故障后，进行仿真，得到如图1-6的励磁涌流和故障电流波形图的比较。,对励磁涌流和短路电流的波形图比较分析,图1-6 励磁涌流和故障电流的波形图比较,提高变压器保护

4、的可靠性,抑制励磁涌流的产生： （1）控制变压器空载合闸时的初相角 （2）通过改变变压器绕组的缠绕的方法 变压器差动保护的优化： （1）二次谐波制动的方法。 （2）间断角识别的方法。,通过前面波形图的分析，可以从两个方面来防止变压器因为励磁涌流而误动：一种就是从根本上抑制励磁涌流的产生；另一种就是对变压器差动保护进行优化,。,对变压器内部绕组故障时差动保护的仿真分析,变压器二次绕组50%处发生短路故障的仿真分析,设置参数进行仿真，对系统模型中的断路器的模块QF1和QF2的切换时间都设置为0秒，设置故障模块Fault1使其在0.3到0.5s之间发生AB两相短路，而故障模块Fault2不动作，对该

5、系统模型进行仿真。得到如图1-7所示的A相短路电流波形图。,图1-7 A相短路电流波形图,变压器二次绕组50%处发生短路故障的仿真分析,图为变压器绕组故障时，流入变压器差动继电器中的差动电流和制动电流，由波形图1-8可以知道，当变压器绕组没有发生故障时，两侧流入到变压器中的差动电流恒为零。当变压器绕组故障时，差动电流的幅值大于制动电流的幅值。,图1-8 A相差动和制动电流波形图,变压器绕组故障的防范措施及建议,（1）重点加强油色谱分析和绕组变形测试。. （2）在运行中应加强变压器运行维护及检测。 （3）提高变压器低压绕组抗短路能力。 （4）改善变压器外部运行环境。,当变压器绕组出现短路故障时，产生的短路冲击电流会