基于巴氏系数的变压器励磁涌流和故障差流识别新判据

传统变压器励磁涌流识别方法在复杂电磁环境以及电流互感器(CT)饱和等情况下会受到干扰而导致保护动作速度变慢或者误动。为解决此问题,提出一种利用电流波形分布特征识别励磁涌流的变压器差动保护新判据。结合巴氏系数图像匹配算法,对比差动电流和正弦信号的波形相似度以区分励磁涌流和故障电流。并利用PSCAD/EMTDC软件仿真以及动模试验验证了该判据在变压器空载合闸、区内和区外故障、带故障合闸以及CT饱和等工况下的有效性。     

基于波形分区重构的变压器励磁涌流与故障电流识别方法

励磁涌流是影响差动保护正确动作率的重要因素,在电力变压器中时常发生,而大故障电流导致的电流互感器饱和也会对差动保护造成影响。为了提高差动保护的可靠性,该文提出一种基于波形分区重构的变压器励磁涌流与故障电流识别方法。首先分析了变压器励磁涌流和电流互感器饱和的波形特性,提出了将差动电流分区和重构的思想。基于此,采用小波系数能量与二阶导数能量作为联合判据,将差动电流划分为线性区和饱和区并重构。然后根据波形趋势构造了幅值的绝对值之比,利用该比值决定判断变压器是否发生了故障。最后,通过大量的仿真测试、各场景下的波形分析以及与传统方法的对比,证明了所提方法的有效性、优越性。     

利用双重特征量鉴别变压器励磁涌流的高阶统计原理

励磁涌流是制约变压器差动保护成功率的主要原因之一,为此提出一种基于Jarque-Bera系数来识别励磁涌流的新策略。对变压器区内故障电流和励磁涌流波形的整体形态进行特征分析,利用两者波形正弦度不同所导致的正态性差异,结合Jarque-Bera算法在正态性检验领域中的优势,对变压器差动电流进行绝对值处理后求取杰 氏系数,根据该系数大小选取合适的阈值来辨识励磁涌流和故障差流。仿真测试了变压器各种工况下的差流波形。与二次谐波制动方案进行对比分析,表明所提方法原理清晰,且具备良好的抗干扰性能,即使在电流互感器饱和的情况下,也能迅速、准确地识别出励磁涌流。最后,通过现场试验录波数据分析,进一步证明了该方法的正确性。     

励磁涌流波形密度系数鉴别算法

针对变压器差动保护在识别内部故障电流与励磁涌流时的可靠性不高这一问题,提出了基于变压器差流波形密度系数的励磁涌流鉴别算法。利用励磁涌流与故障电流具有不同的正弦相关系数的特点,提出波形密度系数的概念,通过比较变压器各工况下的波形密度系数,理论上可准确识别励磁涌流和故障电流。进一步通过建立仿真模型和实际变压器合闸录波数据进行验证所提算法的可行性和快速性。研究表明,该算法具有判据简单、自带滤波效果、不受非周期分量影响的特点,且能无延时地准确判别励磁涌流与内部故障电流。     

基于波形时域分布特征的变压器励磁涌流识别

提出了一种基于波形时域分布特征的新型变压器励磁涌流识别方法。文中在直方图技术的基础上定义电流波形分布系数,分析了变压器内部故障电流和励磁涌流的波形分布特征,在此基础上将两个不同子区间的分布系数的比值定义为波形分布特征系数,提出了根据该系数大小来识别励磁涌流的具体实现方案,并分析了确定子区间数目的理论依据。利用动模实验和数字仿真数据对本方法做了验证分析,结果表明:本方法计算量小,能快速区分励磁涌流和故障电流,在可靠性和灵敏性等方面的性能优于目前的二次谐波判据和间断角判据。     

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。     

利用波形曲率识别变压器励磁涌流的新方法

该文提出一种基于波形曲率特征和复合形态滤波器识别励磁涌流与内部故障电流的新方法.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曲率计算并分析.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曲率曲线各自特点的基础上,提出一种新的变压器保护方案,该方法不受对称性涌流的影响.大量仿真试验结果表明:该方法能快速、可靠地识别励磁涌流,即使在电流互感器(CT)饱和的情况下也有很好的稳定性.     

采用自适应数据窗电流的励磁涌流鉴别方法

为进一步提高励磁涌流鉴别的速度及精度,尤其是快速检测出带故障合闸时的涌流,使该情况下保护的开放时间缩短至一个周期内,提出一种采用自适应数据窗电流的励磁涌流鉴别方法。该方法在时间轴上下分别设置阈值??,利用该阈值及某段采样电流的极大值或极小值,确定出自适应数据窗的起点及终点;并在选取出的自适应数据窗内,根据采样间隔及数据窗长度,以此极值向左向右虚拟出一条标准正弦曲线,计算出该正弦曲线与原采样电流之间的相关系数,进而实现保护的闭锁和开放。相比先前励磁涌流鉴别方法,该方法能够更大程度地区分出涌流及故障电流,在变压器发生励磁涌流时,结合所提出的辅助加速闭锁判据,算法最迟在空载合闸后一个周期时闭锁差动保护;在内部故障时不误闭锁差动保护;还能在变压器带故障空载合闸时,快速开放差动保护;且具有较强的抗互感器饱和能力。动模试验验证了该方案的有效性及优越性,在变压器带1.7%匝间短路故障空载合闸时,算法于合闸后20 ms开放差动保护。     

基于PWM波形特征的励磁涌流识别方法

在分析励磁涌流与区内故障电流波形特征差异的基础上,提出了一种利用调制得到脉冲宽度调制(PWM)波形特征来识别励磁涌流的方法。分析了利用励磁涌流调制得到PWM波形与利用故障电流调制得到PWM波形的差异,设置了2个判据来识别励磁涌流和区内故障电流。所提方法原理简单,灵敏性好,具有一定抗电流互感器饱和能力,可靠性高。MATLAB仿真结果表明,所提方法可准确、快速识别各种情况下的励磁涌流和变压器区内故障电流。     

基于特征电流波宽判据的变压器差动保护方法

变压器差动电流波形在区内故障后第一周期内由于非周期分量和高次谐波的影响而存在较大偏移,导致保护容易出现误判。为解决该问题,在PSCAD中建立变压器差动保护仿真模型,对三相差流瞬时值取绝对值后求和得到特征电流。研究发现励磁涌流与内部故障电流的特征电流在波形间断角和纵向偏移上存在明显差异,可以通过在时间轴上方设置合理的门槛值,取特征电流波形在该门槛值以下的波宽作为识别涌流与内部故障电流的判据,由此提出一种基于特征电流波宽判据的变压器差动保护方法。仿真表明该方案能有效提高保护动作速度,维持在20 ms左右,弥补了波形对称性原理的差动保护在可靠性和速动性上的不足。     

基于波形互相关系数的变压器励磁涌流识别方法

励磁涌流是导致变压器差动保护误动的主要因素。提出一种利用波形互相关系数特征的励磁涌流识别方法。利用空载合闸或内部故障后的短数据窗构造一标准正弦参考波,对采样波形与构造的标准正弦波两信号的相关性进行分析,计算归一化互相关系数进行内部故障和涌流识别。内部故障时波形互相关系数为接近1的稳定值,而励磁涌流时互相关系数偏离1且其值波动显著。最后PSCAD仿真计算分析结果表明:该方法能在一个周波内准确识别出励磁涌流与内部故障,为提高变压器差动保护性能和优化变压器保护配置提供了有益的理论依据。     

利用电流变化率极值特征的变压器涌流识别研究

为进一步提高电力变压器差动保护性能,提出一种利用电流变化率极值特征的励磁涌流识别的方法。变压器发生涌流时,三相电流波形至少存在一相以上有间断及尖顶波特性,一个工频周期内电流变化率的极大值与极小值的时间间隔小于半个周期,且不具备周期性特点。而内部故障时,故障电流变化率波形近似呈正弦特征,一个工频周期内极大值与极小值的时间间隔近似为半个周期,且具有周期性特征。利用电流变化率一方面可以削弱非周期直流分量的影响,另一方面可以凸显幅值较小的间断变化临界点的特征,构造了利用电流变化率特征的涌流识别判据及实现方案。最后利用动模试验进行验证,不同情况下的计算分析结果表明该算法原理清晰、判据简单、计算量小,在一个周波内能可靠识别出涌流与内部故障,为进一步提升和优化变压器保护性能提供了有益的理论基础。     

一种基于差动电流波形特征的励磁涌流识别新方法

分析变压器励磁涌流和内部故障电流的波形特征,提出励磁涌流识别的新方法。内部故障电流的全波傅氏计算结果与半波傅氏计算结果接近,而励磁涌流的全波傅氏计算结果与半波傅氏计算结果差别较大。根据差动电流的全波傅氏算法计算结果以及全波傅氏算法计算结果与半波傅氏算法计算结果的差值,求取半个工频周期内该差值的积分与全波傅氏算法计算结果的积分的比值。若比值大于整定值判为励磁涌流,否则判为内部故障电流。理论分析和动模试验结果表明,该方法能够快速区分励磁涌流和内部故障电流,同时可以分相制动,提高了差动保护的可靠性和安全性。     

基于拟合波形相关性的变压器励磁涌流识别新方法

为了提高变压器差动保护识别励磁涌流与内部故障电流的能力,提出一种基于拟合波形相关性的变压器励磁涌流识别新方法。首先利用正弦拟合法拟合差动电流波形,然后通过相关性分析原理,计算出差动电流原采样信号及其拟合曲线的相关系数,以此来识别励磁涌流与内部故障电流。仿真结果表明:该方法具有原理清晰、识别迅速、区分度高、抗干扰能力强,且易于在微机中实现等优点。     

基于非饱和区等效瞬时电感波形特征的变压器励磁涌流鉴别方法

分析变压器各种情况下等效瞬时电感的波形特点,提出一种利用波形波动函数检验变压器是否发生励磁涌流的新方法。该方法根据等效瞬时电感在非饱和区域波形变化剧烈的特点,通过计算波形的波动系数来识别涌流与故障电流。动模实验结果显示,即使对于匝间轻微故障,该方法也具有比较高的灵敏度。此外,该方法无需利用变压器的任何参数,仅需测量三相差流和原边各相相电压,算法计算量小,实现简单,整定容易。     

一种鉴别变压器励磁涌流和内部故障的新原理

提出一种利用电流波形特征识别变压器励磁涌流和内部故障的方法,该方法综合利用变压器差电流波形在空投涌流时会呈现出尖顶波特性和间断特征,而故障时差电流波形基本为基频正弦波的差异,先计算差电流与其中所包含基频正弦波的相关度J,再进一步利用励磁涌流尖顶的凹弧特征构造一个系数k,根据J和k进一步构造一个函数J1区分变压器的励磁涌流和内部故障。动模试验结果表明该方法能够正确区分励磁涌流和故障电流,在空投变压器时能够可靠地闭锁励磁涌流;在变压器各种内部故障时能够可靠地开放保护,动作时间一般在20 m s左右,具有较高的灵敏度和可靠性能够满足现代变压器对保护动作可靠性的要求。而且该方法实现方便,计算量小,具有良好的在实际工程中应用的价值。