换流变压器阀侧接地故障分析及保护优化

换流变是高压直流输电系统的重要组成部分。换流变阀侧自身无接地点,但直流侧有接地点,当换流变阀侧区内发生单点接地故障时,随着换流阀的导通和关断,故障电流呈现不规则的变化,换流变自身现有保护可能灵敏度偏低。极端情况下,当Y/Y接线变压器阀侧中性点发生接地故障时,换流变自身主保护无法快速动作。文中从换流变的结构及运行工况出发,定性概括了阀侧接地故障后的电流特征;分析了现有保护系统的特性;提出了基于零序差动和快速零序过流原理的换流变阀侧保护优化方案;并结合现场故障录波及实时数字仿真系统仿真波形对其进行了验证。验证结果表明,优化后判据可以有效提高换流变保护在阀侧区内单点接地故障下的灵敏度、动作速度及故障定位准确度。     

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。     

变压器中性点接地方式对零序保护的影响

讨论了2台Y0/Y0/Δ接线且无绝缘要求变压器的220kV变电站的变压器中性点几种常见的接地方式,并就变压器110kV侧中性点接地方式对母线等值零序阻抗及零序保护的影响做了具体分析。     

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。     

YY型和YD型换流变压器中性点电流差异化产生机理及抑制方法北大核心

高压直流输电系统在单极运行或遭受站内雷电流冲击扰动时,会引发YY和YD型换流变压器中性点电流的不平衡分布,电流差异过大时会造成换流变设备损害甚至直流闭锁。针对这一技术问题,本文基于变压器磁动势平衡原理,揭示了换流变中性点电流差异化产生的机理;提出了一种基于增加三角形联接第三绕组构造YY+d型换流变压器抑制中性点电流差异化的新方法,并基于实际工程换流变压器的参数搭建PSCAD模型进行了仿真验证。本文为换流变中性点电流差异化带来的工程问题解决方案的制定提供了技术依据,对实际直流工程中换流变压器的设计、运维和保护配置等有着参考和指导意义。     

YY型和YD型换流变压器中性点电流差异化产生机理及抑制方法

高压直流输电系统在单极运行或遭受站内雷电流冲击扰动时,会引发YY和YD型换流变压器中性点电流的不平衡分布,电流差异过大时会造成换流变设备损害甚至直流闭锁。针对这一技术问题,本文基于变压器磁动势平衡原理,揭示了换流变中性点电流差异化产生的机理;提出了一种基于增加三角形联接第三绕组构造YY+d型换流变压器抑制中性点电流差异化的新方法,并基于实际工程换流变压器的参数搭建PSCAD模型进行了仿真验证。本文为换流变中性点电流差异化带来的工程问题解决方案的制定提供了技术依据,对实际直流工程中换流变压器的设计、运维和保护配置等有着参考和指导意义。     

线路零序Ⅰ段方向过流保护误动原因分析

针对110 kV变压器中性点不接地系统中,由于线路区外发生单相接地故障导致零序Ⅰ段方向过流保护误动问题,对零序电压及零序电流的产生原因进行分析,找出误动原因及对策。分析结果表明:系统母线零序电压过大造成变压器中性点间隙击穿放电是导致零序方向过流Ⅰ段保护误动的主要原因。     

换流变压器充电时开关跳闸的原因分析

对A换流站500 kV换流变压器充电时,零序过流保护误动导致开关跳闸的原因进行分析.根据故障电流特征及现场实际情况,得出本次故障的原因是由于预防性试验造成换流变压器三相剩磁发生改变,导致励磁涌流较通常状态表现出新的特征,最终造成零序过流保护误动,并提出了防范此类故障的可行性措施.     

变压器中性点零序保护的选择性问题

在主变中性点直接接地运行的１１０ｋＶ电网中，多次发生中性点不接地变压器的零序过压和间隙过流保护动作。在分析引起的误动作的各种原因的基础上，提出了用比较两健全电压间的相位作为零序过压保护的动作条件之一，构成相位闭锁的零序过压保护，比较主变中性点零序电流与１１０ＫＶ侧相电流的绝对值闭锁间隙过流保护。     

220kV主变间隙保护误动事故分析及防范

在220kV微机主变保护中,由于变压器中性点是否接地要根据电网运行方式确定,现在主变保护中都同时配有零序过流保护和间隙过流保护。零序过流保护在变压器中性点接地运行时由外部接地短路引起过电流时动作;间隙过流保护是为了防止发生接地短路时,中性点接地的变压器跳开,中性点不接地变压器（低压侧有电源）仍带接地故障继续运行而装设的过电流保护。变压器在正常运行时,这2种保护只能有1种起作用。     

一起330kV变压器间隙保护动作行为分析

针对一起在系统连续发生单相接地故障状态下,变压器中性点间隙被多次击穿,最终导致变压器中性点间隙过流保护动作的事故过程,根据故障录波图详细分析了中性点零序电压及间隙电流产生的原因,并对双回线路不同运行方式下非全相运行状态时零序电流进行了理论分析和仿真计算。根据理论分析及仿真计算结果,论证了在非全相状态下所产生的持续零序电压和零序电流是变压器间隙零序电流保护动作的主要原因,并提出了避免类似事故的切实可行的防范措施。     

特殊工况下换流变零序差动保护误动机理分析及对策研究

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,分析了特高压换流变中性线上电流互感器在长时间单极-大地运行伴随交流系统高阻故障工况下饱和机理。采用基于工程实际参数的特高压直流输电模型进行仿真分析,揭示换流变零序差动保护误动原因。并根据区内、外故障时保护两侧自产零序电流和中性线零序电流极性差异,提出一种基于S变换相位差的换流变零序差动保护闭锁新判据,以解决特殊工况下换流变零序差动保护误动的问题。通过仿真验证该判据的有效性。     

基于波形相关性分析的换流变压器零序差动保护方案

通过对换流变压器外部故障切除产生恢复性涌流的分析,得出换流变铁芯可能在涌流的作用下发生饱和,导致灵敏度较高的中性线TA发生偏置现象,使其测量失真导致零序差动保护误动。为此,提出一种基于波形相关性的换流变零序差动保护新方案。通过分析换流变压器区内故障、区外故障及外部故障切除时零序电流的特点,利用零序差动保护两侧自产零序电流和中性线上零序电流的波形相关性进行识别。通过合理选择电流互感器的极性,使得区外故障时,零差保护两侧的零序电流呈现"穿越性"特征,其波形相似度较高,相关系数为正值。区内故障时,两侧零序电流波形相似度较小,相关系数落入负值区。通过PSCAD/EMTDC大量仿真验证,该判据可准确识别区内与区外故障,不受恢复性涌流的影响,且具有一定的抗TA饱和的能力。     

变压器零序差动保护灵敏度分析

超高压和特高压变压器组一般由三个单相变压器组成,变压器内部基本上不会发生相间短路,主要的内部故障形式为单相接地和匝间短路。零序差动保护为y0/Y0/Y0或0Y/△接线变压器的Y0侧单相接地主保护,其灵敏度一般很高;但在非常接近中性点处发生单相接地短路时,如果短路的匝数很少,短路电流很小,零序差动保护的灵敏度可能不足,需要校验。该文用多回路分析的方法分析了0Y/△接线变压器Y0侧非常接近中性点处单相接地时零序差动保护的差电流,提供了一种用于工程实践中校验零序差动保护灵敏度的方法。     

变压器零序差动保护制动电流算法探讨

在制定云广直流工程换流变压器保护计划时,发现采用基于高压侧相电流之差原理的变压器零序差动保护制动电流算法结果有问题。通过整定计算实例和理论分析,指出该"新算法"用于换流变压器等单侧电源中性点直接接地系统时必然会产生误动;用于高压系统电厂双绕组升压变压器这类双侧电源系统时,所算得的零序制动电流比采用传统算法时的制动电流更小,区外单相接地故障制动效果比传统零序差动保护差。因此,该"新算法"有必要加以改进。     

变压器零序过电流保护整定中零序电流反向问题的研究

探讨了变压器零序过流保护整定计算中可能出现的零序电流反向问题,分析了其产生机理及其对保护的影响,并在此基础上时常用的变压器零序过流保护整定方法进行了改进,计及反向零序电流的影响,满足保护选择性的要求,同时将改进后的变压器零序过流保护整定方法成功运用于开发的变压器保护整定计算程序中.     

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.     

涌流引起换流变压器零序过电流保护误动的机理分析及对策

针对高压直流输电工程中换流变压器空载合闸及外部故障切除引起零序过电流保护误动的案例,分析了换流变压器空投和外部故障切除时励磁涌流及恢复性涌流的变化特点及其对零序电流的影响机理。采用基于工程实际参数的高压直流输电的仿真模型,对高压换流站换流变压器空投及外部故障切除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,揭示了换流变压器零序过电流保护误动的原因。利用相空间重构技术提出了基于零序电流相空间分布重心幅值变化特征的换流变压器零序过电流保护闭锁新判据,并通过仿真验证了该方案的有效性。     

110 kV变压器中性点零序保护配置方式研究

目前大多数的1l0 kV变电所,只装设了中性点棒间隙而没有相应的保护。如果没有间隙保护,当终端变压器中性点间隙抢先放电而又无法持续放电时,带电源的中性点不接地变压器将无法脱离故障电网。针对上述问题,在分析变压器零序保护配置原理的基础上,对110 kV变压器中性点接地方式以及目前电网110 kV变压器零序保护设计存在的安全隐患等问题进行了探讨,提出改善变压器零序保护配合的措施。     

大型发电机基波零序过流过压保护新方案研究

分析中性点经配电变压器接地的发电机当前正运行中的基波零序过流保护存在的问题,并以"发电机定子绕组任一点单相接地时只要接地点的接地电流大于安全允许电流保护都能动作"为原则提出了三种新保护方案,这三种方案的保护原理是相同的,只是保护端子的测量参数不同而已.新保护方案能显著提高大容量发电机基波零序过流或过压保护的性能,并能在定值上实现明确的两段式保护.