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电力是现代社会国民经济的支柱,电力系统的安全高效运行与国计民生息息相关。电力变压器是整个电力系统中最重要的设备之一,其是否能够安全运行直接影响到整个电力系统的稳定性。而且随着电力系统电压等级的不断提高,以及智能电网的蓬勃发展,变压器的造价越来越昂贵,对变压器保护的要求也越来越高。因此,寻求一个可靠、灵敏的变压器保护方案一直是国内外专家研究的热点问题。目前广泛应用的仍然变压器差动保护原理,由于变压器两侧没有直接的电气联系,变压器的两侧电流只是近似的符合基尔霍夫电流定律。因此,目前依然存在励磁涌流鉴别问题,影响了变压器差动保护的动作速度和精度。本文首先确定了具有统一形式的变压器等效电路结构,据此提出了变压器的纵联支接导纳保护原理。该原理不基于差动保护,不受励磁涌流影响,保护整定裕度大,对变压器参数的测量精度要求低,适合工程应用。本文分析了变压器差动保护的基本原理以及励磁涌流的基本机理。从变压器等效电路的角度分析了变压器差动保护目前仍难以解决励磁涌流识别难题的根本原因。在深入研究变压器等效电路模型发展的基础上,经过严格的推导,提出了一种统一的等效电路模型,该模型可以表示包含内部匝间短路故障、匝地短路故障以及包含励磁涌流的无故障等多种情况,而且具有经典的T型电路结构。根据统一等效电路模型,首先提出了支接阻抗的概念,详细分析了各种情况下支接阻抗在阻抗平面上的位置。虽然在不同情况下,通过阻抗轨迹可以区分故障与非故障情况,但是阻抗轨迹变化范围太大,而且轨迹较为复杂,不适合工程应用。继续通过分析变压器等效电路中励磁支路的结构,最终确定支接导纳更适合作为保护分析中的主要参数。并详细分析并给出了门槛值的整定方法。理论分析表明,变压器是否存在励磁涌流只影响支接导纳的电纳部分,而变压器是否存在内部故障只影响支接导纳的电导部分。因此,利用支接电导判据可以准确的判断变压器是否存在内部故障,并且不受励磁涌流的影响。利用PSCAD仿真软件搭建了仿真模型,利用仿真模型进行了大量的仿真实验,同时利用山东大学动模实验室的动模实验系统进行了多组的变压器故障实验。仿真与动模实验结果均验证了理论分析的正确性,纵联支接导纳保护方法在变压器各种故障下都能够正确动作。与普遍应用的二次谐波制动原理相比,在传统的变压器差动保护无法识别的小匝数匝间短路情况、变压器空投于轻微匝间短路等情况下,纵联支接导纳保护方法表现出了良好的性能。