王仲哲，劉世明，張偉凱，肖邁，吳聚昆

（電網(wǎng)智能化調(diào)度與控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（山東大學(xué)），濟(jì)南250061）

變壓器縱聯(lián)支接阻抗保護(hù)

王仲哲，劉世明，張偉凱，肖邁，吳聚昆

（電網(wǎng)智能化調(diào)度與控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（山東大學(xué)），濟(jì)南250061）

為了提升變壓器保護(hù)性能，文中提出了變壓器的縱聯(lián)支接阻抗保護(hù)方案。利用變壓器兩側(cè)電壓電流相量計算出變壓器縱聯(lián)支接阻抗，支接阻抗隨變壓器狀態(tài)的不同將在阻抗平面上呈現(xiàn)出不同的運(yùn)行軌跡，本方案根據(jù)該特點(diǎn)判斷變壓器是否故障。該方法不受勵磁涌流影響，整定范圍很寬，而且對變壓器參數(shù)的要求低，對于空投于輕微匝間短路故障情況也可以準(zhǔn)確判斷。仿真實(shí)驗(yàn)及動模實(shí)驗(yàn)表明該方案能夠快速可靠的切除內(nèi)部故障。

變壓器保護(hù)；差動保護(hù)；勵磁涌流；縱聯(lián)支接阻抗；阻抗平面

判斷變壓器內(nèi)部故障的主要方法是縱聯(lián)差動保護(hù)，但發(fā)生勵磁涌流時，保護(hù)常常會誤動，因此鑒別勵磁涌流是變壓器保護(hù)研究的重要課題[1]。目前鑒別勵磁涌流的方法中，廣泛應(yīng)用的是二次諧波制動以及間斷角制動方法[2]，以這兩種方法所代表的一大類方法可以稱為電流波形特征識別法[4]，其中二次諧波制動[3]的優(yōu)點(diǎn)是原理簡單，并且已在現(xiàn)場實(shí)踐中積累了很多經(jīng)驗(yàn)，國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛，但隨著變壓器容量的增大以及超高壓長輸電線的應(yīng)用，以及變壓器鐵芯材料的改進(jìn)，使得二次諧波原理制動比例的選取遇到一些困難[5]；而間斷角制動方法相比二次諧波制動的優(yōu)點(diǎn)是動作速度快，但在對稱涌流下間斷角變小，此時間斷角判別法可能失效；由此衍生出來波形對稱原理[6]，該原理比間斷角原理容易實(shí)現(xiàn)，但對于對稱度的整定通過理論分析較難確定；還有波形正弦度識別的方法[7-8]，通過計算差動電流與正弦曲線的偏離程度來鑒別勵磁涌流，但故障時情況比較復(fù)雜，電流已經(jīng)不是嚴(yán)格的正弦曲線。后來又出現(xiàn)了一些利用現(xiàn)代數(shù)字信號處理工具的方法[9-10]，如小波變換法[11-13]，實(shí)際中該方法可能需要較高的硬件條件來實(shí)現(xiàn)較高的采樣頻率，而系統(tǒng)諧波也可能會對其效果有一定影響；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法有非常好的容錯和自適應(yīng)能力[14-15]，對于系統(tǒng)的故障類型以及運(yùn)行方式具有較強(qiáng)的識別能力，但是該方法的預(yù)處理需要大量數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行訓(xùn)練，同時還要保證訓(xùn)練樣本的完備性。

以上幾種方法都是鑒別出勵磁涌流然后通過閉鎖的方式防止保護(hù)誤動，近年來不受勵磁涌流影響的變壓器主保護(hù)逐漸受到人們的重視，取得了一定的成果[16]。其中基于變壓器模型[17]的方法不受勵磁涌流影響，但要依賴漏感的精度，由于漏感值很小，而且變壓器兩側(cè)漏感值也不是固定不變的[18-19]，使得靈敏度難以得到保障；磁通特性識別法接近勵磁涌流的本質(zhì)，但受鐵芯磁化特性曲線復(fù)雜性影響，制動比例的確定仍存在一定的問題；瞬時功率法[20]從能量守恒的角度出發(fā)，不再依賴涌流波形特征，但需要躲過勵磁涌流頭幾個周波的充能過程，而且此時鐵耗功率的增加也有可能降低保護(hù)的靈敏度；瞬時電感法[21-22]利用勵磁電感的變化來區(qū)分勵磁涌流，更能接近勵磁涌流現(xiàn)象的本質(zhì)，而且對漏感、銅損電阻的精度要求不高，但只關(guān)注勵磁支路中的勵磁電感大小，得到的判據(jù)不夠清晰和直觀，影響整定和故障后的分析。

本文提出利用變壓器支接阻抗在阻抗平面上的特征來鑒別變壓器運(yùn)行狀態(tài)，無論是正常運(yùn)行、勵磁涌流還是內(nèi)部故障，支接阻抗在阻抗平面上位置特征、移動軌跡都各不相同，差異明顯。理論分析、仿真及動模實(shí)驗(yàn)可看出變壓器不同狀態(tài)下的支接阻抗在阻抗平面上的區(qū)分度很大，保護(hù)區(qū)的整定很容易，證明了支接阻抗原理的有效性。

1 縱聯(lián)支接阻抗原理

對于T型等值電路，兩端電壓電流方向已知，如圖1所示，ZB定義為支接阻抗。

圖1T型等值電路Fig.1Type T equivalent circuit

根據(jù)基爾霍夫電壓電流定律，工頻下由圖1可以得到兩個方程為

式中:U˙1、U˙2、I˙1、I˙2分別表示一次側(cè)二次側(cè)電壓電流相量；I˙d為流經(jīng)勵磁支路的勵磁電流相量；Z1、Z2為兩側(cè)漏阻抗；Zδ為變壓器總的漏阻抗；可以發(fā)現(xiàn)支接阻抗計算只需知道總的漏阻抗即可，與引言中所提到的基于變壓器模型相比，本文的方法對漏阻抗的精度要求要低得多。

由于計算支接阻抗的表達(dá)式中涉及到兩側(cè)的電壓電流量，因此將其稱之為縱聯(lián)支接阻抗（為方便起見，簡稱支接阻抗）。由于變壓器可等效成T型電路，因此該方法也可應(yīng)用于變壓器保護(hù)，以及輸電線為集中參數(shù)的線路保護(hù)。由于電壓電流都是相量，因此需傅里葉算法計算，然后根據(jù)式（3）得到支接阻抗。將每次得到的支接阻抗復(fù)數(shù)值都在阻抗復(fù)平面上繪出。在發(fā)生勵磁涌流時，由于勵磁支路磁化電感的變化，支接阻抗也會隨之變化，因而在二維阻抗平面上會留下一條軌跡。

2 變壓器縱聯(lián)支接阻抗的變化規(guī)律

本文將討論變壓器正常運(yùn)行、勵磁涌流、內(nèi)部故障、空投于故障等幾種情況下支接阻抗在二維阻抗平面上的變化規(guī)律，并利用PSCAD/EMTDC電磁暫態(tài)仿真軟件進(jìn)行驗(yàn)證。

為更清晰的分析支接阻抗在阻抗平面上的位置，將二維阻抗平面劃分為若干區(qū)域。規(guī)定一個阻抗大小為│ZL│，大于各種故障情況下的支接阻抗，但小于正常運(yùn)行時的支接阻抗。如圖2所示，將根據(jù)│ZL│和45°阻抗角將阻抗平面劃分為ABCD四個區(qū)域。

2.1 變壓器正常運(yùn)行

變壓器內(nèi)部無故障時，等效電路如圖3所示。圖中RFe為鐵耗電阻；Xμ為磁化電抗，設(shè)ZM=RFe+ jXμ，用來表示勵磁支路阻抗。正常運(yùn)行時鐵芯不飽和，勵磁支路呈電感性，阻值較大。對比圖1可知，此時ZB就是ZM，因此ZB很大，呈電感性。如圖2所示此時ZB應(yīng)該處在A區(qū)。

仿真中采用Y，Y接線三相變壓器，變壓器參數(shù)為電壓：230 kV/20 kV，容量：300 MVA，兩側(cè)銅損和漏感的標(biāo)幺值分別為0.015和0.1，采用UMEC模型，采樣頻率為5 kHz，即每個工頻周期采樣100次。取其中一相作為研究對象。

表1仿真結(jié)果表明，支接阻抗幾乎不受變壓器負(fù)載情況的影響。

圖2 阻抗平面Fig.2Impedance plane

圖3 變壓器T型等值電路Fig.3Type T equivalent circuit of transformer

表1 正常運(yùn)行時的支接阻抗Tab.1Tapped impedance of normal operation

2.2 勵磁涌流

空載合閘時，一般情況下都會存在不同程度的勵磁涌流，由于空載合閘時變壓器內(nèi)部沒有故障，因此等效電路仍然如圖3所示。此時有

涌流時鐵芯進(jìn)入飽和狀態(tài)，Xμ相比正常運(yùn)行時會急劇減小，由（4）式可知，ZM會變小，其阻抗角會進(jìn)一步增大，接近90°。但隨著涌流的逐漸消退，支接阻抗最終會恢復(fù)至正常運(yùn)行時的值。變壓器空載合閘的支接阻抗軌跡應(yīng)該會首先出現(xiàn)在B區(qū)，經(jīng)過幾個周期后進(jìn)入A區(qū)，并最終穩(wěn)定在A區(qū)。

需要說明的是，由于傅里葉算法需要一個周期的數(shù)據(jù)，而在一個周期內(nèi)鐵芯包含了飽和和非飽和狀態(tài)，直接用全波傅里葉的結(jié)果實(shí)際上是求得了一個平均的支接阻抗值，但是鐵芯飽和時的電流比非飽和時大得多，根據(jù)傅里葉變換的機(jī)理，認(rèn)為勵磁涌流時的支接阻抗反映的就是鐵芯飽和時的勵磁支路，不會對結(jié)果造成較大影響。

圖4中大圖最表示0°合閘，90%剩磁條件下空載合閘的支接阻抗變化情況，終點(diǎn)值為378 464∠79.5Ω，實(shí)際上無論合閘條件如何，在經(jīng)過足夠長的時間后支接阻抗都會到達(dá)圖中所示的正常運(yùn)行點(diǎn)，不同合閘條件下支接阻抗變化趨勢具有一致性，可以用一條曲線來表示，稱之為支接阻抗特性曲線，這樣對于其他不同合閘條件下的阻抗變化過程就可以只關(guān)注起點(diǎn)。

圖4 0°合閘，90%剩磁空載合閘Fig.4No-load closing with 0°closiong，90%remanence

為了清晰地觀察支接阻抗軌跡在B區(qū)內(nèi)的情況，將原點(diǎn)附近的區(qū)域進(jìn)行放大，如圖4的放大視圖所示。其軌跡起點(diǎn)列在表2中。造成波浪型的原因是傅氏算法誤差，其他合閘條件的支接阻抗軌跡起點(diǎn)如表2所示。

表2 空載合閘支接阻抗軌跡起始點(diǎn)Tab.2Starting points of tapped impedance with no-load closing

仿真模擬了0°、60°、90°3種不同的合閘角以及0%、45%、90%3種不同剩磁條件，共9種情況?？煽闯鲕壽E起點(diǎn)與變壓器飽和程度有關(guān)，如果將阻抗平面上的點(diǎn)在對應(yīng)虛軸上的位置用高低來描述，那么飽和程度越大（如剩磁較大），或者合閘角接近0°會使得阻抗軌跡起點(diǎn)越低，阻抗角越大；反之，飽和越輕，支接阻抗起點(diǎn)越高，阻抗角越小，但不會小于變壓器正常運(yùn)行時的阻抗角。

2.3 內(nèi)部故障

2.3.1 單相接地故障

變壓器發(fā)生內(nèi)部單相接地故障相當(dāng)于圖3勵磁支路并聯(lián)一個接地過渡電阻短路，此時支接阻抗反映的是被短路以后的勵磁支路阻抗，因此測得的支接阻抗非常小，呈電阻性，處在C區(qū)。

由于此時差動電流很大，容易區(qū)分，本文不做重點(diǎn)討論，仿真中，單相接地采用0.1 Ω的過渡電阻，對應(yīng)支接阻抗為0.100 5∠5.71 Ω，接地電阻很小，所以支接阻抗反映的值基本就是過渡電阻的值。

2.3.2 匝間短路故障

匝間短路故障時被短路的繞組可以等效成第3繞組，發(fā)生匝間短路時，相當(dāng)于第3繞組被短路[23]，對應(yīng)于圖5虛線處接通時的情形。

圖5 三繞組等效電路Fig.5Three winding equivalent circuit

發(fā)生匝間短路時，如圖可知，短路電弧電阻與第3繞組的漏抗、銅損電阻一起并聯(lián)到了勵磁支路上，此時支接阻抗變?yōu)?/p>

式中,各值均已歸算至繞組1一側(cè)，輕微匝間短路故障時，歸算后的電弧阻值r>>R3+jX3因此將式（5）化簡為

由于r<

表3 匝間短路支接阻抗Tab.3Tapped impedance of turn-to-turn short circuit

2.3.3 空投于匝間短路故障

空投于匝間短路故障時，勵磁涌流與匝間短路故障同時存在。由前文所述可知，鐵芯飽和使得阻抗角增大，故障使得阻抗角減小，因此空投于故障的阻抗角介于正常運(yùn)行與故障時的阻抗角之間。

仿真也取涌流最嚴(yán)重的條件，其原因是，同空載合閘無故障一樣，如果空投于匝間短路時變壓器飽和程度很高，那么也會使得軌跡起點(diǎn)很低，加大了兩者的區(qū)分難度，因此，取飽和最嚴(yán)重的合閘條件，如果在這種極端條件下兩者都可以被區(qū)分，那其他情況也就不存在問題。

調(diào)整匝間短路位置，觀察支接阻抗軌跡。圖6中第2幅圖中3條實(shí)線分別表示空載合閘于1.02%、2.04%、4.08%匝間短路故障的支接阻抗軌跡，第1幅圖是放大視圖。軌跡終點(diǎn)就是上一小節(jié)中無涌流情況下的匝間短路故障的支接阻抗，如表3所示?？梢?條軌跡都集中在阻抗平面原點(diǎn)附近很小的區(qū)域，通過45°阻抗角可判斷出，3條軌跡都是從B區(qū)逐漸進(jìn)入C區(qū)，與匝間短路位置無關(guān)。其他合閘條件下空投于2.04%匝間短路故障的軌跡起始點(diǎn)如表4所示。

表4 空投于匝間短路故障支接阻抗軌跡起始點(diǎn)Tab.4Starting point of tapped impedance track of no-load closing with interturn short circuit（Ω）

2.4 保護(hù)判據(jù)及整定方法

綜上所述可知，需保護(hù)動作的支接阻抗軌跡都在B、C區(qū)，因此只需在B、C區(qū)內(nèi)討論動作判據(jù)。

將前文仿真得到的匝間短路故障、空投于故障、空載合閘的支接阻抗軌跡一并表示在阻抗平面上B、C區(qū)內(nèi)部以一定的坐標(biāo)尺度表示出來，如圖6所示，為了更清晰地表示軌跡在阻抗平面上的位置，其中3幅圖從右到左是依次放大的關(guān)系。根據(jù)故障集中的區(qū)域，規(guī)定保護(hù)判據(jù)為

整定│ZSET│的原則是，可以按照大于任何故障情況的支接阻抗大小來整定，或者按照小于變壓器正常運(yùn)行時的支接阻抗大小來整定，故障情況的支接阻抗難以得到，而正常運(yùn)行時的支接阻抗大小可以根據(jù)變壓器開路實(shí)驗(yàn)得到，因此按小于變壓器正常運(yùn)行時的支接阻抗大小來進(jìn)行整定；類似地，φSET的整定原則也按照小于變壓器正常運(yùn)行的支接阻抗角來整定，其值可根據(jù)變壓器開路實(shí)驗(yàn)以及變壓器的鐵耗參數(shù)計算得到?？紤]一定裕度，可以將判據(jù)整定值定為

圖6 支接阻抗保護(hù)動作區(qū)整定Fig.6 Protection setting zone

針對不同變壓器，其整定值需要重新計算。動作區(qū)域?yàn)閳D中陰影部分。對于單相短路故障，根據(jù)前文分析可知，其支接阻抗也在動作區(qū)域內(nèi)?？紤]到工程實(shí)際中的測量誤差，為了保證可靠性，可以加入阻抗角反時限特性適當(dāng)延長動作時間。

從第3幅圖可看出，保護(hù)區(qū)與正常運(yùn)行點(diǎn)相隔非常遠(yuǎn)，當(dāng)發(fā)生空載合閘時，從第1幅圖可看出，雖然空載合閘無故障軌跡與空投于匝間短路的軌跡相隔較近，但是這只是在最為飽和的極端情況下的表現(xiàn)，由前文可知，當(dāng)飽和程度較低時，軌跡起點(diǎn)會較高，使得涌流與故障的區(qū)分更加明顯。

2.5 三相變壓器Y/△轉(zhuǎn)換

前文中支接阻抗計算是基于單相變壓器模型，對于YY接線的三相變壓器也同樣適用。但工程中變壓器采用Y，d11接線的較多，為滿足支接阻抗單相計算的要求，需要求△側(cè)線電流，其中I˙a=（1/3）（I˙La-I˙Lc）+I˙p[1]，I˙La、I˙Lc、I˙a、I˙p分別為△側(cè)線電流、相電流和環(huán)流，其他兩相類似，用△側(cè)相電流分別與Y側(cè)對應(yīng)的相電流相加得到每相的差流，作為I˙d，仍然可以帶入式（3）計算每相的支接阻抗。但是環(huán)流I˙p未知，如果不考慮環(huán)流，支接阻抗如圖7虛線所示，將產(chǎn)生較大的誤差，因此有必要求取環(huán)流。

目前文獻(xiàn)中已提出一些方法[24-27]，但均存在問題。實(shí)際上變壓器無故障時，由于三相對稱，參數(shù)相同，每相支接阻抗特性曲線也相同，因此本文提出如下算法，將環(huán)流I˙p相量值當(dāng)作未知量，任選兩相計算支接阻抗，并將其帶入支接阻抗特性曲線的表達(dá)式中，聯(lián)立方程求解得到環(huán)流。再利用得到的環(huán)流求剩下那一相的支接阻抗，若支接阻抗仍在支接阻抗特性曲線上則說明變壓器無故障，如果在曲線之外則說明變壓器某相存在故障。

利用該方法進(jìn)行仿真驗(yàn)證，變壓器無故障時求得的環(huán)流與實(shí)際的環(huán)流相量的均方差誤差小于4×10-4A。利用求得的環(huán)流計算三相支接阻抗，如圖7所示，發(fā)現(xiàn)支接阻抗都落在了支接阻抗特性曲線上，驗(yàn)證了該方法行之有效。

圖7 環(huán)流對支接阻抗的影響Fig.7Influence of the circulation

3 動模實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析

為進(jìn)一步驗(yàn)證前文的分析，利用山東大學(xué)動模實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了動模實(shí)驗(yàn)，變壓器高壓側(cè)線電壓為1 000 V，低壓側(cè)線電壓為400 V。對動模實(shí)驗(yàn)中空投于匝間短路、空載合閘兩種情況進(jìn)行了分析。

一共進(jìn)行了7種不同情況的動模實(shí)驗(yàn)，如表5所示，列出了每種情況的支接阻抗軌跡起點(diǎn)和終點(diǎn)。其中空載合閘無故障，0°以及90°空投于2.04%匝間短路故障的支接阻抗軌跡在圖8中給出，保護(hù)動作區(qū)域?yàn)閳D中的陰影部分?？梢姼鞣N故障情況的支接阻抗軌跡都處于動作區(qū)域內(nèi)部。

表5 匝間短路支接阻抗Tab.5Tapped impedance interturn short circuit

圖8 動模實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.8Experimental results of dynamic simulation

利用動模實(shí)驗(yàn)的錄波數(shù)據(jù)觀察保護(hù)的動作情況，如表5所示?？梢钥闯?，在各種情況下，變壓器支接阻抗保護(hù)都可以正確動作，但由于全波傅里葉濾波算法限制，保護(hù)動作時間無法短于20 ms。

內(nèi)部故障情況下的差流波形如圖9所示。

圖9中（a）～（e）分別對應(yīng)低壓側(cè)單相接地短路故障、正常運(yùn)行發(fā)生1.02%匝間短路故障、正常運(yùn)行發(fā)生2.04%匝間短路故障、0°空投于2.04%匝間短路故障、90°空投于2.04%匝間短路故障的差流波形。

圖9 內(nèi)部故障電流波形Fig.9Internal fault waveform

4 結(jié)語

本文提出了變壓器的縱聯(lián)支接阻抗保護(hù)方案，理論分析及仿真實(shí)驗(yàn)均表明變壓器正常運(yùn)行、空載合閘、內(nèi)部故障、匝間短路以及變壓器空投于匝間短路這幾種情況的支接阻抗在阻抗平面上的變化規(guī)律的區(qū)分度很高，在計算支接阻抗時使用了較多的乘除運(yùn)算，對諧波可能會有放大作用，但該方案的整定范圍很寬，不影響保護(hù)的判別，而且該方案還能夠避開變壓器難以精確獲得的內(nèi)部參數(shù)，動模實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明變壓器縱聯(lián)支接阻抗保護(hù)在幾種變壓器不正常運(yùn)行狀態(tài)下均能正確動作，證明了支接阻抗原理的有效性。

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[16]葛寶明，王祥珩，蘇鵬聲，等（Ge Baoming，Wang Xiangheng，Su Pengsheng，et al）．電力變壓器的勵磁涌流判據(jù)及其發(fā)展方向（Criteria and development trend to identify inrush current of power transformers）[J]．電力系統(tǒng)自動化（Automation of Electric Power Systems），2003，27（22）：1-5，30．

[17]王增平，徐巖，王雪，等（Wang Zengping，Xu Yan，Wang Xue，et al）．基于變壓器模型的新型變壓器保護(hù)原理的研究（Study on the novel transformer protection principle based on the transformer model）[J]．中國電機(jī)工程學(xué)報（Proceedings of the CSEE），2003，23（12）：54-58．

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[21]葛寶明，于學(xué)海，王祥珩，等（Ge Baoming，Yu Xuehai，Wang Xiangheng，et al）．基于等效瞬時電感判別變壓器勵磁涌流的新算法（A novel equivalent instantaneous inductance based algorithm used to distinguish inrush currents for transformers）[J]．電力系統(tǒng)自動化（Automation of Electric Power Systems），2004，28（7）：44-48．

[22]宗洪良，金華烽，朱振飛，等（Zong Hongliang，Jin Huafeng，Zhu Zhenfei，et al）．基于勵磁阻抗變化的變壓器勵磁涌流判別方法（Transformer inrush detected by variation of magnetizing impedance）[J]．中國電機(jī)工程學(xué)報（Proceedings of the CSEE），2001，21（7）：91-94．

[23]王雪，王增平（Wang Xue，Wang Zengping）．變壓器內(nèi)部故障仿真模型的設(shè)計（Study of simulation of transformer with internal faults）[J]．電網(wǎng)技術(shù)（Power System Technology），2004，28（12）：50-52．

[24]王雪，王增平（Wang Xue，Wang Zengping）．新型變壓器三角形側(cè)繞組環(huán)流計算方法（A new method of calculating circulating current in delta windings of transformers）[J]．電力系統(tǒng)自動化（Automation of Electric Power Systems），2011，35（24）：59-62，67．

[25]畢大強(qiáng)，梁武星，柴建云，等（Bi Daqiang，Liang Wuxing，Chai Jianyun，et al）．變壓器三角形繞組中環(huán)流的構(gòu)造方法（Research on constructing algorithm of circulating current in delta winding of transformers）[J]．電力系統(tǒng)自動化（Automation of Electric Power Systems），2008，32（1）：39-43．

[26]夏石偉，鄭濤（Xia Shiwei，Zheng Tao）．Y，d接線變壓器三角形側(cè)繞組中環(huán)流求取方法（Calculation of circulating current in delta winding of transformers with Y，d connection）[J]．電力系統(tǒng)自動化（Automation of Electric Power Systems），2008，32（24）：60-64．

[27]鄭濤，劉強(qiáng)，夏石偉（Zheng Tao，Liu Qiang，Xia Shiwei）．基于變壓器回路方程的三角形側(cè)繞組中環(huán)流求取新方法（New calculation method of the circulating current in delta side based on voltage loop equation of transformer）[J]．電力系統(tǒng)自動化（Automation of Electric Power Systems），2009，33（15）：43-46，111．

Transformer Longitudinal Tapped Impedance Protection

WANG Zhongzhe，LIU Shiming，ZHANG Weikai，XIAO Mai，WU Jukun
（Key Laboratory of Power System Intelligent Dispatch and Control of Ministry of Education，Jinan 250061，China）

In order to improve the performance of the transformer protection，this paper proposes a new transformer protection scheme which is based on longitudinal tapped impedance.Voltages and currents of both sides of transformer are utilized to calculate the longitudinal tapped impedance，the impedance will present different trajectories for different situations of transformer，this feature can be used to identify the transformer condition.This scheme is not impacted by inrush current，has a wide setting margin and has low demand in parameters of transformer，and the circumstance of transformer closing with an existing slight turn-to-turn fault can also be identified by the proposed method.Simulation and dynamic experiment indicate that this method is able to clear the internal fault quickly and reliably.

transformer protection；differential protection；inrush current；longitudinal tapped impedance；impedance plane

TM619

A

1003-8930（2015）12-0077-08

10.3969/j.issn.1003-8930.2015.12.14

王仲哲（1989—），男，通信作者，碩士研究生，研究方向?yàn)殡?/p>

力系統(tǒng)變壓器保護(hù)。Email：wangzhongzhe@foxmail.com

劉世明（1972—），男，博士，教授，研究方向?yàn)樽冸娬咀詣踊?/p>

及繼電保護(hù)。Email：lsm@sdu.edu.cn

張偉凱（1988—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)樽冸娬咀詣?/p>

化及繼電保護(hù)。Email：zhangvk@126.com

2014-01-21；

2014-07-17