高压内置型变压器备自投引发线路零序过流保护误动的风险分析

针对备用变压器投运过程中零序涌流引发上游线路零序过流保护误动情况,结合零序涌流表达式,对两种变压器的零序涌流幅值特征进行了分析,并利用MALTAB软件量化分析了这两种变压器备自投工况下零序过流保护的误动概率.     

基于暂态仿真的主变涌流对线路零序过流保护的影响研究

通过阐述变压器零序电流产生机理,指出变压器各相铁芯饱和差异是产生零序分量的根本原因。基于EMTDC/PSCAD平台系统分析了剩磁、合闸角和变压器中性点接地方式对励磁涌流零序电流基波分量最大值的影响,分析结果表明当达到实际最大剩磁时通过调整合闸角可以获得最大零序电流基波分量。仿真分析还发现线路零序过流加速段保护在较大的励磁涌流零序电流下有误动风险,建议通过提高零序过流加速段定值或增加二次谐波制动原理来提高保护的可靠性。     

基于二次谐波含量与趋势变化的母联零序过流保护新方案

高压内置型高阻抗变压器(简称高压内置变)空载合闸时会产生高幅值慢衰减的励磁涌流,易引起与其相连母线的母联零序过流保护误动作,进而导致变压器投运失败。为应对这一问题,该文从零序涌流的波形特征出发,分析得出零序涌流二次谐波含量高且随时间逐渐增大的结论,并据此将其作为涌流识别特征量引入母联零序过流保护。此外,考虑到传统二次谐波闭锁原理抗CT饱和能力较弱,该文对传统的二次谐波闭锁原理进行改进,提出一种基于二次谐波含量与趋势变化特征的母联零序过流保护新方案。该方案在具备抗CT饱和特性的同时,考虑了微机保护中数据离散化的特点,便于工程实现。最后通过PSCAD/EMTDC对该方案在不同场景下的动作情况进行验证,所得结果符合预期。     

基于零序电流二次谐波含量的变压器励磁涌流鉴别算法

随着变压器铁心材料的改进,饱和磁通逐渐降低,励磁涌流中的二次谐波含量随之降低,这给以二次谐波闭锁判据为原理的差动保护算法提出了挑战。极端条件下,三相励磁涌流二次谐波含量均会低于门槛值,对任何一种出口方式,二次谐波闭锁判据都会开放差动保护。针对由不对称的励磁涌流产生的零序电流中谐波含量较高这一特点,提出以星形侧零序电流二次谐波含量为核心设计的励磁涌流识别算法。比较于以前的算法,所提出的算法可以快速识别励磁涌流,能够适应由并联电容器导致的短路电流波形畸变。仿真实验验证了算法的可行性,在正常剩磁条件下,变压器三相励磁涌流二次谐波含量均低于门槛值时,算法能够正确闭锁差动保护;当变压器低压侧接有并联电容器且发生区内故障时,差动保护能够无延时出口跳闸。     

变压器零序涌流高次谐波特征的研究

分析变压器零序涌流的产生机理及特点，推导出零序涌流高次谐波表达式及零序涌流谐波系数。通过仿真模拟不同因素，对零序涌流高次谐波及零序涌流谐波系数的影响进行定量分析。     

高压内置变压器涌流对母联零序过流保护的影响及对策

高压绕组内置型高阻抗变压器（高压内置变压器）因改变内部绕组的排布顺序,使其涌流问题更加突出,母联零序过流保护因其空载合闸产生的高幅值零序涌流面临较高的误动风险,威胁电网的安全运行。结合母联零序过流保护的整定原则,揭示了高压内置变空载合闸涌流工况下母联零序过流保护误动的机理。基于零序涌流与故障零序电流波形特征的差异性,并考虑电流互感器（current transformer,CT）饱和对电流波形特征的影响,提出基于零序电流符号序列变化特征的母联零序过流保护防误动闭锁判据。基于仿真模型对保护误动机理和所提判据的有效性进行验证。     

电流互感器暂态特性对涌流传变的影响

在涌流期间,现场发生了多起变压器和相邻输电线路等电力元件差动保护误动的事故,严重威胁电网的安全稳定运行。原有误动分析中只考虑了变压器涌流暂态过程,少有考虑其与电流互感器等非线性铁磁元件电磁暂态交互作用过程。首先分析了变压器涌流波形特征量变化规律,并利用构建的工业保护用CT(P/PR)的Lucas仿真模型,仿真研究了CT暂态传变特性对涌流二次谐波比和间断角的影响规律。研究表明,涌流的二次谐波比与波形间断角取决于变压器铁心饱和角,饱和角越大,二次谐波比越小,而波形间断角越大,反之相反。经CT传变后涌流的二次谐波比变大,和应涌流波形间断角变小。励磁涌流波形间断角变化情况取决于负载电阻大小,可能变大,也可能变小。研究结论可为改进多非线性铁磁元件交互作用下变压器差动保护提供指导。     

变压器和应涌流对继电保护影响的分析

首先简要阐述了变压器和应涌流的产生机理,指出偏磁是和应涌流产生的根本原因。然后结合和应涌流的特点,在实际仿真的基础上,系统地分析了串联和并联2种情况下的和应涌流对变压器差动保护、变压器后备保护及其他相关保护的影响。分析表明:在串联和应涌流时,TA容易发生暂态饱和,在变压器差动保护中应增加TlA饱和检测环节;和应涌流使得零序电流衰减比较缓慢,容易引起变压器零序过流保护误动,建议增加二次谐波制动环节;另外,和应涌流对上一级后备保护如过流保护、零序过流保护也会产生影响,建议采取2、3次谐波综合制动涌流鉴别方案。     

变压器励磁涌流负序高次谐波的研究

变压器在空载合闸过程中会产生励磁涌流,其中励磁涌流中含有大量二次谐波。之前一般通过判别二次谐波含量或电流波形间断角来甄别励磁涌流。从另外一个角度即变压器负序高次谐波含量对变压器励磁涌流进行研究,通过Matlab仿真不同剩磁和对不同磁通饱和情况下,变压器空载合闸过程励磁涌流中负序高次谐波含量进行比较,得出变压器励磁涌流负序高次谐波的一些特征。     

基于二次谐波复合闭锁的零序过流保护新方案

首先阐述分析了零序涌流的产生机理及特点。其次针对其会导致零序过流保护误动的问题,提出了一种基于二次谐波复合闭锁的零序过流保护新方案。通过比较零序电流的二次谐波含量及其变化率,即可辨识短路电流和励磁涌流,且能够不受CT饱和的影响。设计采用计数装置来具体实现二次谐波变化率的监测,并给出了相应的整定和计数原则。结合零序过流保护整定电流及动作时间,形成了新的零序过流保护方案。所提方案原理简单清晰,易于实现,有一定的工程应用基础。通过在PSCAD/EMTDC中搭建220 kV系统模型,验证了新方案在不同场景下的有效性。     

变压器励磁涌流导致零序分量产生的仿真分析

根据空载变压器等效电路建立数学模型,分析单相变压器励磁涌流的产生机理;利用Matlab仿真软件建立空载合闸的三相变压器(Yn/D)仿真模型,仿真分析变压器各相励磁涌流波形以及各相励磁涌流中谐波电流成分的特点;建立变压器中性点直接接地且空载合闸暂态过程的系统三相不对称等效电路,结合励磁涌流及其谐波成分的特点,深入分析产生零序电流和零序电压的机理.     

变压器和应涌流及中性点零序电流分量仿真分析

简要阐述了变压器和应涌流的产生机理,并在PSCAD仿真软件中建立并联变压器和应涌流模型。通过仿真分析了变压器和应涌流波形及谐波电流特点,同时分析了变压器中性点直接接地系统零序电流产生的原因和谐波电流成分,并指出了其对继电保护产生的影响。     

变压器差动保护误动原因分析及对策综述

从理论联系实际的角度综述分析了引起变压器差动保护误动的一些主要原因,包括变压器空载合闸励磁涌流、相邻变压器空投引起的和应涌流、外部故障切除恢复性涌流;电流互感器（TA）暂态饱和、局部暂态饱和;变压器零序涌流助增对变压器差动保护的影响等,根据这些误动原因提出了相应的解决对策.正确地认识和理解这些问题,有助于引起研发、设计、调试、运行等部门的重视,并通过适当的措施来避免这些原因引起的误动,提高变压器保护在现场运行的动作准确率.     

间断角原理的变压器差动保护的性能特点及微机实现

比较了间断角原理和二次谐波原理的涌流判据的性能特点，指出了间断角原理涌流判据的优 良特性；并重点介绍了用微机实现的间断角原理的变压器差动保护的关键技术及 由此实现的微机保护装置的动模试验和现场投运情况。     

一种换流变压器零序过流保护改进方案

针对某换流站换流变压器空充时零序过流保护误动这一事故,根据故障录波器波形证实了此次保护为正确动作。通过对比发现:国家电力调度继电保护处和南方电网电力调度继电保护处,在整定换流变零序过流保护时基于的整定原则不一致。经优化零序过流保护逻辑,将空充标志状态引入零序过流保护,使得保护装置能够在判别出换流变处于空充时自动投入零序过流保护的二次谐波闭锁功能,正常运行时退出保护的二次谐波闭锁功能。既能确保空充时零序过流保护不误动,又能保证正常情况下发生接地故障时零序过流保护的可靠性。最后通过将故障录波器波形进行故障回放验证了方案的正确性。     

新型变压器零序差动保护方案设计

从保护方案设计和保护逻辑两方面详细论述了一种新型的变压器零序差动保护方案。方案设计中引入了外部故障异步区分、方向判据及二次谐波闭锁判据来可靠区分区内、区外故障,并介绍了差动电流、制动电流的选取。经试验证明该方案安全可靠,能够充分发挥零序差动保护对接地故障灵敏度高的优势。目前,该方案已实际应用于某变压器的保护装置中。     

变压器和应涌流分析

以2台单相变压器并联运行为例,利用励磁涌流偏向时间轴一侧的特点,解释了和应涌流的产生机理及其变化特点,指出和应涌流产生的本质原因是由于合闸变压器励磁涌流流过系统电阻使得其他变压器工作母线电压偏移,导致铁芯饱和造成的。初步分析了系统电阻、线路阻抗、空投变压器不同剩磁以及运行变压器二次侧负载对和应涌流的影响,讨论了和应涌流对变压器差动保护和后备保护的危害,其非周期分量长期作用引起的电流互感器局部暂态饱和以及差流中二次谐波含量降低是造成差动保护误动的主要原因。提出了相应的防范措施:在条件允许的情况下将电流互感器从P级更换为TP级以防止其暂态饱和;在满足灵敏度要求的前提下适当提高发电机及变压器差动保护的定值;尽量避免可能产生和应涌流的运行操作;正确整定变压器电流距离保护的各段定值;利用二次谐波分量构成零序二次谐波制动判据防止差动保护误动;寻求更可靠的主保护原理或完善纵差保护原理。     

涌流工况下换流变压器零序差动保护误动对策

针对高压直流输电工程中换流变压器零序差动保护误动的案例,采用基于工程实际参数的高压直流输电仿真模型,对换流变压器外部故障切除恢复性涌流及空载合闸励磁涌流导致中性线零序电流幅值较大且衰减缓慢的现象进行了仿真分析。通过识别中性线零序电流与自产零序电流波形呈现出的相似度特征在涌流工况和区内故障时的差异,提出了基于零序电流动态时间弯曲距离的换流变压器零序差动保护新判据。经仿真算例和录波案例验证,该判据在各类区内故障时具有与传统零序差动保护相同的保护范围及抗过渡电阻能力,可以正确辨识涌流工况下电流互感器传变异常引起的虚假差动电流,进而降低零序差动保护误动风险。     

适用于新能源并网变压器匝间故障识别的新判据

为增加功率输送能力,新能源并网变压器采用两电压等级三绕组、接线形式为星角角的变压器。变压器在低压侧发生匝间故障时,差动保护灵敏度不足,同时变压器空载合闸于匝间故障时,涌流闭锁判据会闭锁差动保护,延长故障切除时间。基于星角角接线型式的新能源并网变压器零序等值回路,文中通过建立零序节点电压方程,利用区外故障及匝间故障节点电压方程特征构建匝间故障识别判据,该判据与差动保护原理相比,不受励磁涌流的影响,具有较高的可靠性及速动性。文中利用实时数字仿真系统(RTDS)进行故障仿真,验证新判据的有效性及可靠性,发现采用新判据能够可靠灵敏地识别变压器匝间故障,弥补差动保护的不足。