参数辨识及基于参数辨识的变压器保护

摘要

差动保护是变压器的主保护，正确区分励磁涌流和内部故障对变压器保护是至关重要的。由于多种原因差动保护已经不能保证正确动作。然而，基于等值回路、磁特性等原理的保护摆脱了变压器励磁涌流以及过励磁的影响，能够快速可靠的动作。但它们的实现都需要变压器原副边绕组的漏感和电阻作为先验参数。而目前尚没有准确的同时求取变压器绕组参数的方法，通常的短路实验只能测得两侧参数的和值。 对此，本文提出了新的变压器绕组参数辨识方法，并讨论了对输入信号的要求和影响辨识精度的因素。为了验证算法的准确性，将离线辨识出的参数应用于基于磁通增量的变压器保护。EMTP仿真及动模实验结果表明：该方法通过采用正确的输入信号及参数，能够同时准确的辨识出变压器各侧绕组的漏感及电阻；将辨识出的参数与真实参数分别应用于基于磁通增量的变压器保护，两种方法均能保证保护正确动作。 最后，提出了一种基于参数在线辨识的变压器保护，即当变压器进入暂态时开始参数辨识，以离线辨识出的参数为初值，采用带阻尼项的最小二乘递推法对参数进行在线辨识，利用内部故障时参数发生较大变化而其它情况下参数不变的特点来判别内部故障。该保护动作速度快，具有较大的门槛裕度，具有很好的应用前景。EMTP仿真及动模实验表明，该保护在各种情况下均能正确快速的动作。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章前 言

1.1课题的背景和意义

1.2变压器保护研究现状

1.2.1二次谐波制动原理

1.2.2等值回路法

1.2.3基于参数辨识的变压器保护

1.3变压器绕组参数辨识方法

1.3.1一次完成的最小二乘法

1.3.2递推最小二乘法

1.4本文的主要研究内容

第2章基于直交分解法的变压器绕组参数辨识

2.1变压器绕组参数辨识模型

2.1.1 Y/Y接线的三相变压器

2.1.2 Y/Δ接线的三相变压器

2.2基于直交分解法的参数辩识

2.3变压器绕组参数的可辨识性研究及输入信号的选择

2.3.1辨识理论在电力系统中的应用

2.3.2变压器绕组漏感和电阻分析

2.3.3可辨识性研究及输入信号的选择

2.4本章小结

第3章基于直交分解法的参数辨识EMTP仿真

3.1普通最小二乘法Y/Δ接线变压器的参数辨识仿真

3.2直交分解法Y/Y接线变压器的参数辨识仿真

3.2.1过励磁时的辨识结果

3.2.2带负载合闸时的辨识结果

3.2.3空载合闸时的辨识结果

3.2.4外部短路时的辨识结果

3.3直交分解法Y/Δ接线变压器的参数辨识仿真

3.3.1过励磁时的辨识结果

3.3.2带负载合闸时的辨识结果

3.3.3空载合闸时的辨识结果

3.3.4外部短路时的辨识结果

3.4本章小结

第4章变压器绕组参数辨识的应用

4.1基于磁通增量的变压器保护

4.2 EMTP仿真及分析

4.2.1励磁涌流时保护的动作情况

4.2.2内部故障时保护的动作情况

4.2.3过励磁时保护的动作情况

4.2.4外部故障时保护的动作情况

4.3本章小结

第5章基于参数辨识的变压器保护

5.1基于绕组参数辨识的变压器保护

5.1.1带阻尼项的最小二乘递推法

5.1.2基于绕组参数辨识的变压器保护

5.2 EMTP仿真及分析

5.2.1励磁涌流时保护的动作情况

5.2.2内部故障时保护的动作情况

5.2.3过励磁时保护的动作情况

5.2.4外部故障时保护的动作情况

5.3本章小结

第6章动模实验

6.1实验设备的选择及技术参数

6.1.1实验用变压器及其技术参数

6.1.2数据采集装置的选择及参数

6.1.3无穷变的参数

6.1.4 PT/CT的选择及技术参数

6.2变压器短路实验

6.3实验过程中遇到的问题及解决方案

6.4实验结果

6.4.1基于直交分解的变压器绕组参数辨识结果

6.4.2基于参数辨识的变压器保护实验结果

6.5本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果及发表的学术论文

致 谢