对变压器差动保护误动的应用分析

直阻试验后变压器残余剩磁将影响变压器差动保护的判别,空投时会产生数值较大、二次谐波含量较低的励磁涌流,结果可能导致差动保护二次谐波闭锁失效。而采取二次谐波、波形对称多种判据混合判别的方法可以提高差动保护动作的可靠性。     

一起特高压变压器的差动保护误动分析及防范措施

通过建立MATLAB仿真模型,分析了在特高压交流试验示范工程投运调试过程中出现的一起由于中压侧空投主变压器产生励磁涌流而导致调压变压器差动保护误动作的案例。针对特高压变压器结构上的特殊性,分析了合闸角、剩磁等因素对励磁涌流的影响,仿真复现了现场故障录波波形。针对调压变压器差动电流中二次谐波含量较低可能引起的误动,从2个方面提出了相应的解决方案：指出二次谐波涌流闭锁判据宜采用三取二闭锁方式,但在某些特殊情况下,依然可能失效,进而提出了利用二次谐波变化趋势来识别励磁涌流和故障电流的辅助判据,并对综合判据进行了仿真验证;分析了调压变压器容量对励磁涌流的影响,提出在条件允许的情况下,适当增加调压变压器容量来避免励磁涌流可能引起的误动,为提高调压变压器差动保护可靠性提供了新思路。     

基于虚拟等效电感的特高压调压变压器励磁涌流判别算法

针对1 000 k V特高压试验示范工程现场调试过程中特高压调压变压器差动保护的典型误动案例,分析了现阶段采用的二次谐波分相闭锁判据在识别调压变压器励磁涌流时存在的局限性。为解决实际工程中无法直接测量调压变压器一次绕组端口电压问题,基于特高压变压器的本体结构特点设计一种获取调压变压器一次绕组端口电压的方法,同时提出一种基于虚拟等效电感分布特性识别调压变压器励磁涌流的判别算法。基于数字仿真对比分析了二次谐波分相闭锁判据和波形对称制动原理应用于调压变压器差动保护存在的不足,而基于虚拟等效电感分布特性的算法识别特征明显,能够可靠灵敏地识别励磁涌流和内部匝间短路,有效地解决了传统判据在调压变压器差动保护中存在的误动和拒动问题。     

和应涌流导致差动保护误动原因分析

和应涌流可能引起运行变压器或发电机的差动保护误动,影响变压器与发电机的正常运行.目前,还没有防止和应涌流引起相关差动保护误动的有效措施,现场主要是靠二次谐波励磁涌流判据或三次谐波电流互感器饱和判据起到一定的闭锁作用.首先结合和应涌流的特点分析了与其相关的差动保护误动的原因主要在于电流互感器发生饱和,进一步通过多起现场误动实例与仿真,着重分析了不同类型的和应涌流发生时,电流互感器饱和检测判据所起到的闭锁作用.结果证明,虽然电流互感器饱和判据在变压器级联形式下能起到一定的闭锁作用,但在变压器并联或与多电源相连时很难起到较好的闭锁作用.     

非饱和区等效瞬时电感在判别变压器和应涌流中的应用研究

和应涌流可能引起运行变压器差动保护误动.影响变压器的正常运行,但目前还没有判别运行变压器中产生和应涌的有效方法。文章根据变压器和应涌流产生的原因,利用等效瞬时电感能够正确反映变压器运行状态的特点,由非饱和区内等效瞬时电感平均值的大小判别运行变压器发生和应涌流,闭锁差动保护,防止其误动。仿真和实验结果证明该方法较二次谐波比励磁涌流闭锁判据及三次谐波比电流互感器饱和判据在识别和应涌流方面具有可靠性高、抗电流互感器饱和能力强的优点。     

特高压变压器差动保护采用附加相位制动原理的探讨

根据特高压变压器差动保护的要求，提出了一种基于附加相位判别的自适应2次谐波励磁涌流制动方案。该方案充分利用涌流波形中的幅值相位信息，改善了某些涌流不明显情况下传统2次谐波制动原理的不足，同时空投变压器内部故障时也不会误闭锁差动保护。各种情况下的仿真与动模数据的测试结果表明：自适应附加相位制动方案的差动保护比传统2次谐波判据性能优良，且有较好的实际工程应用价值。     

DTTP-2000数字式电铁牵引变压器保护装置的研制

研制了一种新型数字式电铁牵引变压器保护装置.装置采用2次谐波原理与波形比较原理相配合的方式闭锁差动保护,防止励磁涌流时保护误动;引入增量差动保护解决比率差动保护在变压器轻微的匝间故障、高阻接地故障时灵敏度低的问题;设置电流互感器饱和判据与和应涌流判据,防止电流互感器饱和、和应涌流引起装置误动;分别采用新一代基于DSP技术的32位通用硬件平台和RTOS系统NUCLEUS PLUS搭建装置的硬件平台和软件平台,并通过动模和数模试验对装置的保护功能进行了验证,试验结果表明该保护装置对目前牵引变电所变压器保护存在的电流互感器饱和、小匝间短路、和应涌流等问题具有良好的处理性能.     

基于附加相位判别的自适应二次谐波励磁涌流制动方案研究

在详细推导单相励磁涌流的傅里叶级数表达式基础上,分析出涌流波形中各次谐波之间满足一定的相位关系,即单相涌流中基波相位与2次谐波相位差为0°或180°,由此提出了一种基于附加相位判别的自适应2次谐波励磁涌流制动方案。该方案充分利用涌流波形中的幅值相位信息,改善了某些涌流不明显情况下传统2次谐波制动原理的不足,同时空投变压器内部故障时也不会误闭锁差动保护。各种情况下的仿真与动模数据的测试结果表明:自适应附加相位制动方案的差动保护比传统2次谐波判据性能优良,且有较好的实际工程应用价值。     

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。     

励磁涌流引起变压器二次谐波原理差动保护误动的原因

某站220 kV变压器检修后空充时,引起变压器二次谐波原理的比率制动式差动保护误动.根据保护装置的波形分析,发现二次谐波闭锁原理差动保护存在一定缺陷,不能100％的制动.针对存在的问题,提出保护判据的改进方法.改进结果表明:采用闭锁方式+故障识别方法可保证空投于故障变压器时,差动保护快速动作.     

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。     

采用波形识别的直流50Hz保护优化改进策略

结合近几年来南方电网多次出现的变压器空投涌流引起直流50 Hz保护动作事件,仿真研究了励磁涌流、和应涌流及故障电流波形特征差异性,在不降低保护灵敏度的原则下,提出了一种基于波形识别的直流50Hz保护优化改进策略,并在高压直流PSCAD/EMTDC控制保护仿真模型的基础上结合优化改进策略自定义创建直流50Hz保护闭锁模型,从交流系统强度变化、换流变压器空载合闸角变化、换流变压器铁芯剩磁变化三个角度对所提出的优化策略进行仿真验证。结果表明,所提出的基于波形识别的直流50Hz保护优化改进策略能正确地实现直流50 Hz保护的闭锁和解锁,在不影响直流系统安全稳定运行的情况下很好地解决了变压器空投涌流引起直流50Hz保护误动的问题。     

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EMTDC的三相变压器励磁涌流分析

针对当前变压器差动保护不同程度的误动现象 ,利用EMTDC建立电源 变压器 电流互感器的系统模型 ,综合仿真变压器不同角度空载、满载合闸时的励磁涌流及经电流互感器传变后的二次涌流 ,获得不同合闸角时的二次谐波含量和涌流间断角的大小。仿真结果表明 ,一次涌流经电流互感器传变后 ,涌流特征并未变化 ,故不会使保护误动 ,同时 ,无论变压器有、无剩磁 ,任一合闸角都不会使差动保护误动 ,用仿真分析结果可重新校定差动保护动作闭锁条件。     

几个励磁涌流新判据分析

在变压器差动保护中，励磁涌流是十分值得关注的问题，分析了近几年来提出的偶次谐波制动，半波叠加涌流制动和利用波形对称构成的励磁涌流新判据的原理和特点，分析表明，按波形对称原理构成的涌流判据有较好的优越性，在此基础上对以上涌流新判据作出了相应的评价，它对新判据的使用，改进及构成的保护调整具有指导意义。     

500 kV变压器重瓦斯动作的原因分析

介绍500 kV变压器重瓦斯动作事件的经过、同类型气体继电器抗震动能力测试情况.分析认为,引起该变压器重瓦斯动作的主要原因是较大的合闸励磁涌流引起主变线圈器身振动所形成的油流扰动,引起该合闸励磁涌流明显偏大的原因主要与变压器的剩磁过大有关,提出了现场控制变压器剩磁的方法.     

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。     

变压器励磁涌流负序二次谐波特征及机理

空载合闸产生的励磁涌流是导致变压器差动保护不正确动作的主要因素,同时也会造成电网中谐波、电压暂降等电能质量问题。交直流混联电网中,换流器的谐波耦合特性使得交流电网中的谐波会引起直流保护的误动作,导致直流闭锁,威胁电网安全运行。文中基于变压器铁芯近似磁化特性曲线,推导了励磁涌流及其中二次谐波分量的解析表达式,分析了合闸参数对负序二次谐波分量的影响,指出由于断路器开断引起的三相平衡性剩磁不会造成励磁涌流中二次谐波以负序为主的现象,只有三相非平衡性剩磁才可能引起励磁涌流中的二次谐波呈现明显的负序特征。PSCAD仿真验证了分析及结论的正确性,为解决工程实际问题提供了理论依据。     

区外故障时变压器差动保护误动行为分析

采用内桥接线方式的110kV芦都站2号主变差动保护高压侧装设两组CT,一组位于线路侧,另一组在桥联断路器处。当线路断路器重合到永久性故障时,线路的二次电流波形严重畸变,而桥联二次电流则为标准的正弦量,出现了同一型号的CT在同一电流下表现出了不同特性的问题,由此导致差动保护误动作。采用大电流试验与模拟剩磁效应的方法证实,电流波形畸变的原因在于剩磁的影响,剩磁使CT处于暂态饱和状态、暂态饱和导致传变特性变坏进而造成二次电流的畸变。采取抗饱和措施后问题得到解决。