徐州工程学院毕业设计(论文)
图5-2分析了input 2：Iexc_B:T2的波形。从0.02s开始分析，分析两个周波。以柱形图显示，横轴坐标为频率，最大值为300Hz。
图5-3 变压器T2的励磁涌流波形进行FFT分析
图5-3分析了input 3：Iexc_C: T2的波形。从0.02s开始分析，分析两个周波。以柱形图显示，横轴坐标为谐波次数，最大值为6。
由此可得：励磁涌流含有大量高次谐波分量，且以二次谐波为主。
5.2 对外部故障进行FFT分析
任选一个短路电流（图2-30的Iag_w3: T2）进行FFT分析，如下图：
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图5-4 变压器T2的励磁涌流波形进行FFT分析
图5-4分析了Iag_w3: T2的波形。从0.2s开始分析，分析两个周波。以柱形图显示，横轴坐标为频率，最大值为150Hz。
由图可知：外部故障时的不正常运行电流是标准的正弦波，不含有二次谐波。
5.3 对内部故障进行FFT分析
任选一个短路电流（图2-57的Iw2: Saturable Transformer）进行FFT分析，如下图：
图5-5 变压器T2的励磁涌流波形进行FFT分析
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图5-5分析了Iw2: Saturable Transformer的波形。从0.2s开始分析，分析两个周波。以柱形图显示，横轴坐标为频率，最大值为150Hz。
由图可知：内部故障时的不正常运行电流含有非周期分量，不含有大量二次谐波。 对于图5-4，由于仿真时用的离散算法，而FFT分析是离散傅立叶变换的快速算法，所以产生的波形是标准的正弦波。外部故障产生的不正常运行电流也应含有非周期分量。 对比图5-1、5-2、5-3、5-4、5-5可得：判断故障和涌流的关键在于是否含有大量的二次谐波。对于外部故障和内部故障，变压器差动保护可以正确判定，所以是否含有大量的二次谐波是励磁涌流和内部短路故障判定的关键。
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结论
本次设计利用MATLAB 软件中的Simulink 进行变压器仿真，模拟了变压器在空载合 闸时产生的励磁涌流现象以及内、外部故障。在Simulink 环境中，只需要通过简单直观的 鼠标操作，就可构造出复杂的系统；而且本次仿真中用到的模块库SimPowerSystems，在 电机分析、电路分析、电力电子分析及大系统分析中都有令人满意的表现。
在变压器空载合闸瞬间，由于剩磁和初相角的影响，产生幅值很大的励磁涌流。励磁 涌流含有大量高次谐波分量（以二次谐波为主），使涌流波形偏于时间轴的一侧，波形含 有间断角为?j。变压器的容量越大，涌流的幅度越大，持续的时间越长。当变压器在电 压过零点合闸时，产生最大的励磁电流，其峰值最大可达额定电流的6~8 倍。如果在合闸 瞬间，电压正好达到最大值时，则变压器不会产生励磁涌流。
因此使用同步投入技术，使电网设备在恰当的相位点接入电网，可以有效地降低涌流， 最大限度地降低对电网的干扰。
励磁涌流和内部短路故障区分的关键在于是否含有大量二次谐波，因此可以利用二次 谐波制动法来判定是否为涌流，即计算差流的二次谐波分量，若其值较大，则判定为涌流。常用的判别式为：
I d2?K
Id1式中Id1和Id2分别为差流中的二次谐波和基波幅值；K为二次谐波制动比。然而，此种原理面临着几个问题：励磁涌流是暂态电流，不适合用傅利叶级数的谐波分析方法；K值很难适当选择；大容量变压器、远距离电网的发展，使内部故障产生较大的二次谐波，导致误动。
因此，今后仍需继续钻研，深入分析铁芯饱和的特征，提取励磁涌流在波形上的充要特征，开发高性能的励磁涌流识别方法。
通过此次毕业设计，我不仅把知识融会贯通，而且丰富了大脑，同时在查找资料的过程中也了解了许多课外知识，开拓了视野，认识了未来电力行业的发展方向，使自己在专业知识方面和动手能力方面有了质的飞跃。使我认识到学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断地学习，努力提高自己的知识水平和综合素质。
在此感谢我们的指导老师对我们悉心地指导，感谢老师给我的的帮助。在设计过程中，我们通过查阅资料、与其他组交流和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获巨大。我懂得了许多知识，培养了我的独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然我们的毕业设计在很多方面还有欠缺，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我受益终生。
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