一种防止变压器纵差保护区外故障误动的新方法

在对电流互感器饱和进行理论分析的基础上，基于对差动电流采样值波形特征的识别，提出了一种防止变压器纵差保护区外故障误动作的新方法。该方法通过面积比较法和相位比较法两个判据，不仅能有效地区分内、外部故障，从而在区外短路且电流互感器严重饱和情况下对纵差保护实现实时闭锁，而且在闭锁时间段内能利用相位比较法有效地对系统进行监测，当发生区外转区内故障时适时解除闭锁信号，开放保护。判据利用了故障后第1周期的数据，不会影响比率制动特性的动作时间，计算简单，易于实现。大量仿真结果证明了该方法的有效性和正确性。     

末端制动的新型数字式高压并联电抗器纵差保护

高压并联电抗器内部线圈接地故障或引出线的接地及相间短路故障是电抗器常见的故障形式,电抗器纵差保护是这些故障形式的主保护,但是在空投电抗器以及区外扰动的暂态过程中,由于直流分量大而且衰减慢可能引起CT直流饱和而导致纵差保护误动。针对上述问题,提出了一种取电抗器末端电流作为制动电流、采用三段式比率制动特性的数字式纵差保护的方法。本保护具有电抗器空投检测功能、间隙性电流互感器断线检测判据以及电流互感器直流饱和检测判据。经动模试验及现场运行结果证明该保护灵敏反应内部故障,并在空投和区外扰动情况下可靠闭锁保护。     

末端制动的新型数字式高压并联电抗器纵差保护

高压并联电抗器内部线圈接地故障或引出线的接地及相间短路故障是电抗器常见的故障形式,电抗器纵差保护是这些故障形式的主保护,但是在空投电抗器以及区外扰动的暂态过程中,由于直流分量大而且衰减慢可能引起CT直流饱和而导致纵差保护误动.针对上述问题,提出了一种取电抗器末端电流作为制动电流、采用三段式比率制动特性的数字式纵差保护的方法.本保护具有电抗器空投检测功能、间隙性电流互感器断线检测判据以及电流互感器直流饱和检测判据.经动模试验及现场运行结果证明该保护灵敏反应内部故障,并在空投和区外扰动情况下可靠闭锁保护.     

基于二次电流下降的电流互感器饱和判别方法

基于电流互感器饱和后二次电流突然下降的特点,提出了一种新的电流互感器饱和判别方法———电流下降法。EMTP仿真结果表明,区外故障时该方法能可靠闭锁电流差动保护,区内故障时则能快速开放差动保护,且解决了电流互感器饱和情况下同名相转换性故障差动保护的开放问题。该方法性能优越,特征清晰,判据逻辑简单。     

比率制动电荷量线路差动保护

文中提出了差动电荷量和制动电荷量的概念,并分析了两者间的关系。提出了将两者作为差动量和制动量的比率制动电荷量线路差动保护判据及其整定原则,利用全波电流识别区内外故障。阐述了保护判据抗电流互感器饱和、避免电容电流影响的思路。仿真验证结果表明:区内故障时,保护判据利用故障后5~10ms内的数据能快速准确识别故障;区外故障时,判据能可靠闭锁。     

基于波形相似度的抗电流互感器饱和变压器相位差动保护

变压器差动保护中电流互感器饱和导致保护可靠性与速动性降低。文中利用波形相似度对变压器区内、区外故障,尤其是电流互感器饱和时两侧电流相位信息进行提取,提出一种基于波形相似度的抗电流互感器饱和变压器差动保护判据,以识别包含电流互感器饱和在内的各种故障情况。仿真与动模试验结果表明,该判据在识别变压器区内、外故障,尤其是电流互感器饱和时均能做出正确判断。对于噪声干扰的情况仅需做简单处理判据即可有效识别故障。     

一种基于异步法的母线保护中电流互感器饱和判据

准确判别出电流互感器(CT)饱和是区外故障还是区内故障引起的可提高母线保护的可靠性。区内外故障CT 饱和前存在线性传变性,在有效的数据窗内(通常取半个周波的数据作为差动保护判据的有效数据),饱和点前后差流与制动电流的大小和相位变化不同步,即饱和时刻超前于差动保护动作时刻,差流和制动电流变化量不一致,利用这种不同步关系文章提出了一种新的CT饱和判据,通过仿真和动模实验证明了该判据的可靠性,它可以有效避免因区外故障CT深度饱和而引起差动保护误动。     

一种特高压3/2接线纵差保护抗电流互感器饱和措施

特高压长线路3/2接线侧母线附近区外故障时2个分电流互感器都有可能饱和,使引入2个电流互感器和电流的相量差动保护遇到了较大困难.提出了一种实用抗电流互感器饱和措施,采用低电压启动判据筛选出可能引起电流互感器饱和的3/2接线侧母线附近的区内和区外故障,然后根据短数据窗电流不饱和的特点,采用适当的定值区分3/2接线侧母线附近区内故障差流和区外故障分布电容电流,从而通过闭锁防止区外故障因饱和误动.该方法已在实验样机中得到应用,并成功地通过保护动模试验.     

基于Bhattacharyya距离算法的线路纵联保护新判据EI北大核心CSCD

根据不同类型故障下的输电线路两侧电流波形特点,从实用化角度考虑,结合Bhattacharyya距离算法,提出了基于Bhattacharyya距离算法的线路纵联保护新判据。通过仿真实验分析了该判据的动作特性和灵敏度等问题。仿真结果表明,利用Bhattacharyya系数进行线路两侧电流波形相似度比较的纵联保护,原理简单,可靠性和灵敏度高,能快速有效识别输电线路中出现的各类故障,并在区外故障引起某侧电流互感器饱和而导致波形缺失以及波形采样异常时能够可靠闭锁,具有很强的抗干扰性。     

一种利用电流突变量采样值的电流互感器饱和识别方法

提出了基于电流突变量采样值的电流互感器饱和识别判据及电流互感器饱和期间故障开放判据,通过对故障后突变量采样值进行数据处理,建立电流互感器饱和识别平面,通过分区实现了区内、外故障与区外故障饱和的准确识别,提出了多侧差动保护转化为两侧差动的等值方法。利用RTDS建立了仿真模型并验证了判据的性能,仿真结果表明,电流互感器饱和识别判据适用于多端量电流差动保护,可以准确识别区外故障引起的电流互感器饱差动保护,可以准确识别区外故障引起的电流互感器饱和。     

快速识别转换性故障的变压器差动保护新判据

电流互感器饱和是影响变压器差动保护可靠性的重要因素之一.传统的带比率制动特性的变压器差动保护在一定程度上提高了防止区外故障时保护误动的能力,但是如何及时处理区外转区内故障时保护的快速开放成为新的问题.文中提出一种简单的解除闭锁的方法,具体做法是,在选定的计算区域,利用变压器两侧电流综合负序分量的最大值与差动电流的综合负序分量进行比较,不仅能准确识别区内、区外故障,而且对于转换性故障也具有较好的识别能力.ATP仿真实验验证了该方法的有效性.     

基于负序电流判别的变压器差动保护零序电流自动补偿方法

对于星形/三角形(Y/d)连接组的变压器,形成差动量一般采用2种转角方式:Y侧电流移相转角(Y→d)和d侧电流移相转角(d→Y)以实现二次电流的幅值和相位校正.为了避免中性点直接接地侧外部单相接地短路时差动保护误动,2种转角方式都消去了差动电流中的零序分量,但因此降低了差动保护反应内部单相接地短路和匝间短路的灵敏度.直接利用中性点零序电流对差动电流进行自动补偿可以兼顾区内外接地短路时保护的可靠性与灵敏度,但实际上由于三相电流互感器(TA)与中性点零序TA的不同型问题,也可能导致差动保护的误动.研究表明,充分利用变压器各侧负序电流在区内外接地短路时的不同相位特征,可以对差动电流进行零序电流的自动补偿,既提高了区外接地短路时保护的可靠性,又保证了区内接地短路时保护的灵敏度不会降低.该方法无需增加额外的零序TA二次接线,也避免了零序TA极性校验问题.     

基于幅相平面的三区域差动保护方法

在幅相平面上对双端差动保护进行分析,传统的全电流差动保护灵敏性较低且与安全性存在矛盾。为使之兼具灵敏性与安全性,充分利用了不同故障时的两端电流相对幅相关系,提出将整个幅相平面划分为包含制动区、模糊区以及动作区的三区域差动保护方法,并利用短数据窗小矢量算法计算差动电流与制动电流来区分模糊区时为区外故障电流互感器(TA)饱和还是区内高阻故障。当为区内高阻故障时,保护可灵敏动作。该方法不仅解决了传统电流差动保护判据灵敏性与安全性间存在矛盾的问题,同时具有在区外转区内故障时不受TA饱和闭锁时间的影响而快速动作的优点。最后,由仿真验证了所提方案的有效性。     

变压器外部故障切除后差动保护误动原因及防止对策

针对近年来相继出现的变压器差动保护在外部故障切除后发生误动的现象,研究了电流互感器(current transformer,CT)饱和以及Y/D接线变压器补偿方式对差动保护的影响。通过理论分析与仿真研究发现,变压器外部故障切除后CT发生局部暂态饱和时,由于只传变工频周期分量,误差很小,不足以引起差动保护误动。如果变压器一侧CT发生超饱和,而另一侧CT能正确传变时,由于两侧CT传变特性不一致可能引起差动保护误动;另外变压器Y侧电流的相位补偿也容易引起差动保护误动。通过对保护误动时的动作轨迹的分析,提出利用分区延时法以防止差动保护误动。通过大量的仿真实验,证明该方法既能保证差动保护在内部故障时的速动性,也能保证在外部故障切除后不误动。     

基于电流故障分量时频矩阵相角差的换流变差动保护研究

传统换流变差动保护中易受直流偏磁和故障过渡电阻影响,可能出现差动保护的拒动问题。为此,提出一种基于电流故障分量(Current Fault Component, CFC)时频矩阵元素和相角判别的换流变差动保护判据。变压器发生区内故障时,变压器两侧电流互感器(CT)检测到的CFC方向相同,而区外故障时检测到的两侧CFC方向相反。通过S变换获得CFC时频矩阵,根据故障时刻时频矩阵内所有元素求和所得相量的相角大小,判别CFC的方向,从而实现换流变区内故障的识别。仿真结果表明,所提保护判据在各种故障情况下均可有效识别换流变的区内、区外故障,在直流偏磁和故障过渡电阻的情况下仍具有较高的可靠性,同时可有效降低差动保护误动风险。     

基于相关度的发电机采样值差动保护

提出利用发电机机端和中性点侧电流的采样值波形的相关度来区分内部相间故障和外部故障。分析了数据窗的长度，两侧电流的幅值、相位，以及采样的同步对相关度的影响。利用短数据窗来连续计算相关度，并根据多点相关度的情况可以清楚地区分内部相间和外部故障。提出了基于相关度的发电机采样值完全纵差保护新判据，理论分析和仿真验证了该判据能够快速、可靠地切除内部故障；外部故障时，即使电流互感器严重饱和也不会误动。基于这种方法的判据能够在小于1／4周期内可靠动作，且不受频率偏移的影响。     

多判据综合的变压器差动保护

针对目前变压器差动保护存在的不足，提出了多判据综合的变压器差动保护方案。由采样值差动判据、虚拟三次谐波制动及二次谐波制动相量差动判据、故障分量虚拟三次谐波制动相量差动和故障分量采样值差动等判据综合构成的变压器差动保护，能使变压器差动保护的性能得到较大提高。动态模拟试验表明，所开发的多判据综合的变压器差动保护装置对绝大多数内部故障，动作时间在6ms、12ms、16ms左右。在最小方式下，轻微匝间短路，能可靠跳闸，发跳闸令时间小于或等于22ms。带匝间故障空投变压器，发跳闸令时间在25ms左右。区外故障及无内部故障时空投变压器，保护不误动。     

输电线路复合差动保护方案

结合相量差动保护和采样值差动保护的性能特点,提出了输电线路复合差动保护方案。该方案依靠采样值差动原理在1个工频周期内可靠切除大多数较严重的故障,通过相量差动保护原理对轻微内部故障作出反应,同时引入制动电流判据,在严重外部故障时自适应增加200ms延时来克服电流互感器(TA)饱和对相量差动的影响。该方案无需配置复杂的TA饱和检测元件,保护判据成熟可靠。仿真结果表明,该方案的可靠性、灵敏性以及抗TA饱和性能均优于单一原理的差动保护。     

基于小波分析的变压器转换性故障快速识别方法

当变压器发生区外故障时,会出现因电流传感器饱和而导致差动保护误动的问题。为解决这一问题,文中提出了基于小波分析的时差法,作为变压器差动保护判断区内、外故障的判据。首先,分析了电流互感器的饱和对变压器差动保护产生的影响;其次,利用模极大值原理研究了小波用于信号奇异性检测的方法,并选取合适的阈值规则对含噪声信号进行了消噪处理;然后,利用小波模极大值原理确定故障开始和差流出现的时刻;最后,提出了一种基于综合负序分量的变压器区外转区内故障时解除差动保护闭锁的新判据,并仿真验证了该方法的有效性。