电力变压器励磁涌流和故障电流仿真研究

在研究电力变压器励磁涌流和故障电流特性的基础上,应用电磁暂态程序(EMTP),采用不同的模型和方法对变压器励磁涌流和故障电流进行了全面系统的仿真计算和分析.结果表明,EMTP能够根据不同的条件和要求有效地实现对变压器励磁涌流和故障电流的仿真.     

基于多变量多尺度熵的变压器励磁涌流识别方法

推导变压器励磁涌流的频域表达式,分析不同的合闸初相角和剩磁对励磁涌流的影响。采用可评价多通道数据复杂性和相关程度的多变量多尺度熵算法识别励磁涌流。根据励磁涌流和故障电流多变量多尺度熵的特点,将由尺度因子和多变量多尺度熵组成的二维空间划分为动作区和制动区,定义电流熵值面积与给定的制动区面积的比值为熵值面积比,根据熵值面积比与定值的关系,识别变压器励磁涌流和故障电流。基于ATP/EMTP建立变压器模型,仿真不同情况下的励磁涌流和故障电流。仿真结果表明,基于多变量多尺度熵的辨识方法能有效区分励磁涌流和故障电流,并在性能上优于传统的二次谐波判据。     

基于EMTDC的三相变压器励磁涌流和内部故障仿真

变压器保护的核心问题是励磁涌流和内部故障电流的鉴别,而对变压器励磁涌流和内部故障电流的有效仿真是进行正确鉴别的基础。在分析电磁暂态仿真软件EMTDC(Electro-Magnetic Transient in DC System)里变压器模型的基础上,构建模型对变压器励磁涌流和内部故障电流进行了仿真,并对仿真结果进行了间断角和二次谐波含量分析。结果表明,利用EMTDC能够根据不同的条件和要求有效地实现变压器励磁涌流和内部故障电流的仿真。     

基于EMTDC的三相变压器励磁涌流和内部故障仿真

变压器保护的核心问题是励磁涌流和内部故障电流的鉴别,而对变压器励磁涌流和内部故障电流的有效仿真是进行正确鉴别的基础.在分析电磁暂态仿真软件EMTDC(Electro-Magnetic Transient in DC System)里变压器模型的基础上,构建模型对变压器励磁涌流和内部故障电流进行了仿真,并对仿真结果进行了间断角和二次谐波含量分析.结果表明,利用EMTDC能够根据不同的条件和要求有效地实现变压器励磁涌流和内部故障电流的仿真.     

基于EMTP的变压器励磁涌流谐波相位差仿真分析

利用变压器励磁涌流频谱中的相位信息,对变压器偏向时间轴一侧的励磁涌流进行了分析,发现变压器励磁涌流的谐波成分中,基波相位的二倍与二次谐波的相位差总满足0°或180°的规律.利用EMTP构建仿真程序,分别对变压器空载合闸、内部故障、外部短路情况下变压器励磁涌流以及励磁涌中基波与二次谐波相位差的规律进行了系统仿真,验证了该规律的正确性,对识别励磁涌流和内部故障提供了重要依据.     

变压器励磁涌流中的信息熵识别

针对励磁涌流具有间断角的尖顶波和故障电流以正弦波为主,充分利用两种不同波形下具有不同的电流能量熵值,提出了基于信息熵的变压器励磁涌流识别方法。该方法对变压器电流离散采样后进行差分滤波,设置启动电流后计算电流能量熵,通过自适应阈值有效地识别是否发生励磁涌流。仿真结果表明,该方法不仅能有效地区分故障电流和励磁涌流,而且可以进一步判别电流的饱和程度。     

自适应变压器励磁涌流判据研究

基于差流谐波正序分量的变压器励磁涌流判据能够有效识别励磁涌流和内部故障。为了进一步提高差动保护的励磁涌流闭锁可靠性和内部故障动作快速性,分析了变压器端电压及其基波正序分量突变量在励磁涌流和内部故障时的不同特征,由此确定了自适应控制因子Q,并将Q加入到差流谐波正序分量的励磁涌流判据中,进而提出了一种自适应变压器励磁涌流新判据。大量EMTP仿真及动模实验表明：新判据能够在励磁涌流时自动降低涌流制动定值,提高涌流的闭锁可靠性;在内部故障时自动升高涌流制动定值,提高区内故障时保护的动作速度。     

电力变压器励磁涌流判别的自适应小波神经网络方法

励磁涌流识别一直是电力变压器差动保护中比较关注的问题。文中提出了一种基于自适应小波神经网络实现变压器励磁涌流判别的新方法。结合励磁涌流和内部故障电流的特点，构建了一个四层的自适应小波神经网络模型，并对其具体的实现方法进行了详细的分析；利用ATP—EMTP程序进行仿真计算生成训练样本和测试样本，对所构建的网络进行了训练和测试，结果表明自适应小波神经网络能准确、可靠地识别出变压器的励磁涌流状态。     

基于小波变换的变压器励磁涌流识别方法

用Matlab构建变压器励磁涌流和内部故障电流仿真模型,利用小波函数对得到的波形进行多尺度辨析,通过观察小波变换的模极大值在多尺度下的演化趋势,确定波形奇异性,从而定性地区分励磁涌流和内部故障电流的小波判据。通过设定不同的变压器参数,并进行仿真,可证明此方法可以很好地识别变压器励磁涌流和内部故障电流,有效避免由于误判而引起的变压器差动保护误动。     

利用波形非正弦度分形估计值识别励磁涌流

以正确鉴别变压器励磁涌流和短路电流为目的,提出一种利用波形非正弦度分形估计的电力变压器励磁涌流与内部故障电流识别方案。利用变压器励磁涌流和内部故障电流波形特征的不同,对差动电流波形进行波形非正弦度计算并分析。通过复合形态滤波算法滤除信号中的各种噪声和扰动,保证了算法的可靠性。在比较励磁涌流与短路电流波形非正弦度各自特点的基础上,提出了一种新的变压器保护方案。仿真试验结果表明:该方法能可靠识别励磁涌流与短路电流,对轻微内部故障也有较高的灵敏度。     

Y_0/△-11变压器低阻抗保护方案及接线方式的分析

我国发变组的升压变压器都是Y0/△-11或Y/△-11接线,其传统的低阻抗保护装在主变低压侧为三个低阻抗继电器(线电压及相电流之差的0°接线方式)构成“或”门延时出口。通过分析及动模试验,认为这种传统方案是不宜采用的,主要理由是主变高压侧两相短路时,这三个继电器的测量阻抗都远大于短路点至保护安装点之间的阻抗,都会拒动,它不能保护主变高压侧的两相短路。还分析了若干种正确的Y0/△-11变压器低阻抗保护方案的特征及其优缺点。     

母联充电保护应用分析

根据规程,结合运行实际对母联(分段)开关充电保护的配置和使用进行了详细的分析,单独配置的充电保护和包含在母差中的充电保护在配置上各有优缺点,在实际运用中,应根据使用目的不同,权衡利弊加以选择。继电保护本身不是万能的,不可能包罗万象、适应各种系统运行要求。在采用某一个方案的过程中,一方面要看到这个方案带来的好处,另一方面也要同时承受该方案可能产生的任何后果。     

用小波理论区分变压器的励磁涌流和短路电流的新原理

提出了一种基于小波理论的区分励磁涌流和短路电流的新原理。利用小波理论进行涌流特征提取,通过小波变换的模局部极大值的特性提取励磁涌流的间断角特征,在此基础上定性地区分励磁流和短路电流。     

用波形拟合法识别变压器励磁涌流和短路电流的新原理

提出了一种利用波形特征区分变压器励磁涌流和内部故障的新方法。该方法基于涌流波形畸变严重的基本思想,能够利用较短的数据窗,预测出相应的标准正弦波,通过分析实际采样波形与标准正弦波的相似程度来区分变压器励磁涌流和内部故障。理论分析和EMTP仿真均表明：该方法数据窗较短,特征明显,识别正确,不受电流互感器饱和的影响等。     

No-load losses in transformer under overexcitation/inrush-current conditions: tests and a new model

Tests were conducted on several transformers rated at 100 kVA or less and on a power transformer rated 370 MVA in an effort to characterize the no-load losses and magnetizing resistance for transformers subjected to overexcitation and inrush current. Analysis of the results revealed that the magnetizing resistance changes as a function of the peak magnetization flux or the amplitude of the magnetic field. A new model of the instantaneous magnetizing resistance (IMR) as a function of the instantaneous flux has been developed and its dynamic use in the Electromagnetic Transients Program (EMTP) allows the form of the hysteresis cycle and the mean losses in overexcitation to be reproduced with a high degree of accuracy. The same model also accounts for losses due to the harmonics superimposed on the fundamental. The results showed that the IMR calculated under inrush current conditions is higher than that in overexcitation conditions.     

利用电流波形特征识别变压器励磁涌流和故障电流

提出一种利用波形特征快速区分变压器励磁涌流和内部故障电流的新方法。该方法基于涌流波形畸变严重，会呈现出尖顶波的凹弧特征，而故障电流基本保持正弦特征的思想，首先找出10ms数据窗内采样值的绝对值取得最大值的点，然后计算该点两侧相邻的2个采样步长组成的大梯形面积与2个单采样步长组成的小梯形面积和的差的总和来区分变压器励磁涌流和内部故障。动模实验表明：该方法能够快速切除变压器内部故障，动作时间约为10ms，所需时间较短，识别灵敏度高，并且实现方便，不受电流非周期分量的影响。     

大亚湾核电站联络变压器带主变压器启动的仿真研究

大亚湾核电站在黑启动、正常启动以及大修倒闸过程中,存在分别从400 kV系统和500 kV系统通过联络变压器向对侧主变压器充电的情况,因设计时没有考虑此种启动方式,因此可能对联络变压器和主变压器造成较大冲击或不良影响.为此,采用电磁暂态程序(EMTP)仿真计算,研究联络变压器充主变压器励磁涌流和操作过电压水平,分析联络变压器带主变压器启动对联络变压器、主变压器以及继电保护的影响.     

A discrete wavelet transform approach to discriminating among inrush current,external fault,and internal fault in power transformer using low‐frequency components differential current only

This paper proposes an algorithm based on discrete wavelet transform (DWT) for discriminating among inrush current, internal fault, and external fault in power transformers. Fault conditions are simulated using the Alternative Transients Program/Electromagnetic Transients Program (ATP/EMTP). Daubechies4 (db4) is employed as the mother wavelet to decompose low‐frequency components from fault signals. The ratio between per unit (p.u.) differential current and p.u. time is suggested as an index. The numerator of the ratio is the difference between the maximum differential current and the minimum differential current in terms of p.u. with a base value selected at the transformer‐rated current. The ratio is calculated for all three phases, and from a trial and error process the indices for the separation among the internal fault condition, the external fault condition, and inrush condition are defined. The results obtained from the proposed technique show good accuracy for discriminating faults in the considered system. In addition, the proposed algorithm uses data of the differential current with a time of quarter cycle under the analysis. © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.