电力变压器作为电力系统中的重要电气设备,在配电和输电的各个环节都被大量使用,因此变压器能否可靠的运行,将对整个电力系统的电力安全稳定起到重要的影响。随着特高压电网和智能电网的建设,为了提高系统的暂态稳定性,对变压器保护提出了更高的要求。但是同线路保护相比,变压器保护的正确动作率还有待提高,因此有必要对变压器保护作出研究与分析。首先本文针对课题的研究背景,介绍了当前的变压器保护方法。对各保护算法进行了分析,并各自的特点和可能遇到的问题进行了介绍。文章将变压器保护方法概括为三类:基于电流波形特征的变压器保护方案,基于电压波形特征的变压器保护方案,以及同时利用电流电压的变压器保护方案。并说明了单纯基于电流或电压一种电气量的变压器保护存在局限性,因此研究变压器内部磁化过程来分析变压器保护具有十分重要意义。接着在Matlab中对变压器励磁涌流进行了建模仿真,分析了当变压器饱和严重的情况下,励磁涌流中的二次谐波含量将会降低,影响二次谐波制动的判断,可能会造成变压器保护的误判;对于合闸于小匝数故障的励磁涌流,由于故障电流中包含大量的二次谐波含量,并且衰减得很慢,将会影响故障的切除时间。通过与一次三相变压器二次谐波制动误动作的案例相结合,分析了对于Y-Δ接线的三相变压器,在计算差流的转角变换过程中,由于环流的影响,使得每相差流发生变化,正常无故障合闸情况下可能会出现二次谐波含量较低的差流,这时依靠二次谐波制动原理可能会造成误判,导致保护误动。所以本文通过研究变压器内部的磁化特征,找到变压器内部涌流与故障的本质特征,避开励磁涌流的影响。本文采用Jiles-Atherton(J-A)磁滞模型来研究磁滞特性。介绍了 J-A磁滞模型的基本原理和其磁滞数学模型以及目前的研究现状,推导出J-A模型的微分方程。根据微分方程,在Matlab中对J-A磁化曲线进行了建模仿真,通过模型分析了各参数对磁滞回线的影响。最终利用遗传算法和差分进化算法实现了模型参数的识别,为利用J-A模型研究变压器保护提供了前提条件。文章通过磁滞回线特征分析说明了变压器纵联支接导纳保护方法,利用磁滞回线解释了支接导纳等效模型的意义,并依据磁滞回线面积即磁滞损耗对保护算法进行了整定。该保护避开了励磁涌流的影响,直接根据直接导纳的电导来对保护进行判定,不受涌流等谐波的影响。因为变压器是否存在励磁涌流只影响支接导纳的电纳,支接导纳的电导部分反应了变压器内部的能量损耗,对匝间短路故障十分敏感,而发生涌流与否对电导影响较小。该保护算法能够有效的识别出变压器内部小匝数的匝间短路故障、变压器投于轻微匝间短路故障等情况,具有较高的灵敏性与可靠性。此外,由于支接导纳在导纳平面上的轨迹简单,所以保护算法整定方法简单,利于进行保护计算。