1. 研究目的与意义
电力变压器在整个系统中起转换枢纽作用。它的安全运行直接关系到整个电力系统连续稳定地工作。电力变压器是发电厂和变电站中的主要电气设备，它的安全运行与否直接关系到系统能否稳定正常地工作。随着电力容量及电压等级的增加，变压器造价越来越昂贵，如果因故障遭到破坏，其检修度大，检修时间长，经济损失惨重。然而对变压器切除外部故障后进行空载合闸，电压突然恢复的过程中，变压器可能产生很大的励磁涌流。变压器励磁涌流一直是困扰变压器差动保护的难题，如何能进一步提高电力变压器差动保护性能，是多年的研究目标。这一直是国内外电力系统学者们研究的热点，对提高变压器差动保护性能及整个电力系统的安全可靠运行具有重要的意义。本文通过研究励磁涌流的特点，旨在找到一种能利用电流变化率极值特征的励磁涌流识别的方法，并验证此方法的可行性。
2. 课题关键问题和重难点
本课题主要利用电流变化率极值特征法判别变压器励磁涌流。
首先要对变压器差动保护的基本原理进行阐述，分析可能引起差动保护继电器误动作的原因，并简单介绍一些防范措施。其次要分析比较目前现有的二次谐波制动、间断角励磁涌流识别方案及其各自优缺点，了解它们在现实中的应用范围及其各自的普及程度，并分析比较其原因。随后利用电流变化率极值特征法实验，需要通过计算一个周波内电流微分极大值与极小值的时间间隔来区分涌流和故障。最后利用matlab软件对变压器空载合闸励磁涌流进行仿真并且结合仿真结果对变压器励磁涌流的波形进行分析。分析电流变化率极值特征法的有效性和实用性。
为了提高可靠性，需要采用顺次推移数据窗多次连续进行判据的判别，利用多次确认实现励磁涌流的可靠判别，需要闭锁变压器差动保护以避免保护误动。
3. 国内外研究现状（文献综述）
电力变压器是电力系统中极其重要的电力设备，它的运行安全与否直接关系到电力系统安全、稳定的工作。长期以来，差动保护一直作为电力变压器的主保护，但当变压器空载投入或外部故障切除后，由于电压的恢复，将会出现很大的励磁涌流[1]。励磁涌流如流入差动回路，往往会导致差动保护误动作，影响了电力设备的安全运行[2]。因此对励磁涌流产生的原因和怎样采取措施抑制励磁涌流进行分析和探讨是很有必要的。
近十多年来,国内外学者一直致力于变压器保护新原理的研究，提出了不少判别励磁涌流的新原理和新方法,具有代表性的有二次谐波制动原理、间断角原理、波形对称原理、波形相关原理、基于磁通特性原理、基于磁阻抗变化原理和等效瞬时电感变化原理等[3]。目前在系统中配置的变压器主保护，主要是二次谐波原理和间断角原理的差动保护。近几年来微机保护的迅猛发展，元件保护也大量的用微机实现。在用微机实现的变压器差动保护中，型号很多，采用的原理多是二次谐波原理[3]。但是间断角原理因对硬件的要求较高，所以实现起来比较困难。二次谐波原理，在原理方面存在缺陷。三相电力变压器由于剩磁的离散性，三相合闸角的不同，使得变压器产生涌流时，会有某一相的二次谐波含量很小。为解决这一问题，都采用或门制动方式，即三相电流中一相制动，则对三相全部制动。这样虽然解决了涌流时，发生单相或三相内部故障，差动保护因健全相的涌流制动而不动作[4]。
采用差动保护作为变压器内部故障的主保护，导致励磁涌流和故障电流的识别问题成为变压器保护技术发展的瓶颈。关于变压器差动保护的资料很多，前面介绍的几种识别方法仅仅是其中比较有代表性的方法而已，但无论哪种方法都有其存在的缺陷。
4. 研究方案
本课题首先查阅并翻译相关资料，初步了解与本课题相关的知识。其次结合课题实际情况，完成设计的开题报告。学习使用有关软件，例如MATLAB、VISIO等软件。随后计算判别周期内电流变化率，计算判别周期内极大值和极小值的时间间隔。然后建立和模拟励磁涌流判据，利用MATLAB软件进行相关的仿真。最后采用学院所规定的编辑具体要求编写毕业设计论文。在设计过程中，要求按进度完成各阶段任务，做好记录。
5. 工作计划
在第一周查阅资料并翻译相关文献，初步掌握国内外与变压器励磁涌流相关的研究成果，归纳相关论文。于第二周翻译外文资料并熟悉本课题的核心文体，随后完成开题报告初稿；随后翻阅资料并编写论文第一章《绪论》。在第四周认真看书并学习励磁涌流产生的原因，摘抄与本课题相关的知识，以便日后撰写毕业论文。第五周编写第二章《励磁涌流的分析》。第六、七周学习有关判据的建立依据和分析并编写第三章《励磁涌流判据的概述》。完成上述任务后，在第八周利用matlab软件进行相关仿真研究，分析变压器励磁涌流与各个因素的关系。随后认真编写第四章《仿真研究和分析》。第十周开始编写第五章《结论》，完成论文初稿，并对论文进行润色修改。第十一周根据指导教师反馈意见修改论文。最后在第十二周资料整理，评阅教师评阅；准备答辩。
