电流互感器暂态饱和特性的实证分析

针对电力系统中的P级电流互感器的暂态饱和问题,模拟了330 kV/110 kV短路系统中电流互感器的工作情况。在高达48 kA的暂态通流下,利用探究性试验讨论并实证分析了电流互感器的暂态饱和特性。面向暂态饱和特性的应用层面,试验中还连接了差动继电保护装置,讨论了继电保护误动作情况;根据指标暂态系数,给出了保护用P级电流互感器选择的判断依据。在实际电流互感器暂态特性的实证分析下,所得结论为系统投运中的P级电流互感器安全稳定工作问题提供了参考基础。     

多种电流互感器暂态饱和特性及其复杂工况下动模试验研究

电流互感器暂态饱和易引发差动保护误动。现场大量投用的P级、PR级和TPY级电流互感器因结构和材料等差异表现出不同的暂态特性。针对这3种类型,选用工业实用电流互感器,通过实验测试和数学拟合的方法获取相关参数,得到铁芯磁通解析表达式,与实测饱和磁通对比判断饱和状态,获取进入饱和的时间。针对这3种实用电流互感器进行动模试验,考虑了系统单次短路、重合闸于永久故障、转换型故障以及励磁涌流等复杂暂态工况,分析了各自暂态饱和特性和特点。在理论分析和动模试验的基础上,简要讨论了电流互感器暂态饱和的应对方法及互感器选型问题。     

基于双端电流波形相关度识别的线路零序差动保护启动元件

对一起线路保护误动案例的分析结果表明:若某侧电流互感器在区外故障时发生轻微暂态饱和,因其电流波形畸变不明显使饱和判据失效,零序差动保护容易误动作。为解决这一问题,对三相电流互感器的暂态饱和特性进行了分析,得到了暂态饱和时间与故障角、故障电流的关系,并采用迭代方法计算出进入饱和的最小时间和使电流互感器饱和的最小全偏移故障电流。在此基础上,以两端零序电流作为识别对象对电流互感器饱和状态进行鉴别,构建了改进的零序差动保护启动元件。在电流互感器有剩磁和无剩磁工况下对各种故障进行了仿真,结果表明该启动元件可大幅提高零序差动保护动作的准确率,证明了其可行性和有效性。     

不同电流互感器混用对线路差动保护的影响及对策的研究

分析了电磁式电流互感器和电子式电流互感器暂态特性的差异,提出了采用差分虚拟制动CT饱和开放的办法来解决不同互感器混用时线路光纤差动保护饱和误开放的问题。该方法能够有效解决因暂态传递特性不一致引起的饱和误开放问题。此外由于电子互感器二次时间常数与常规互感器有较大差异,导致在故障切除后电子互感器侧电流拖尾,会造成开关跳开后线路保护仍计算有差流,同时保护各侧电流互感器的二次电流衰减时间常数不一致也存在导致差动保护在区外故障电流切除时误动作。提出使用全周差分傅氏计算保护跳开相的电流,以避免造成线路保护跳令不能及时收回导致误启动失灵以及区外故障切除引起差动误动的问题。     

基于暂态拟合制动特性的发电机差动保护算法

从电流互感器饱和励磁电流和发电机差动保护工作点随时间变化特点分析入手,提出了一种基于暂态拟合制动特性原理的差动保护算法。算法通过拟合电流互感器饱和时差动不平衡电流随时间变化规律得到制动曲线斜率K随时间变化曲线,给出了初始K值曲线表达式及初始K值曲线的调整方法。该制动特性既反映了电流互感器饱和暂态过程引起的差动不平衡电流随时间变化的规律,又兼顾电流互感器正常传变时的稳态误差,使得保护动作门槛值在区外故障电流互感器饱和暂态过程中能够包络差动不平衡电流,增加了保护的可靠性。同时电流互感器正常线性传变时间段K值曲线的值可低于传统比率制动差动保护制动曲线斜率值,保护更加灵敏。理论分析和仿真结果表明,算法比传统比率制动差动保护有更好的区外故障抗电流互感器饱和能力和区内故障的灵敏性。     

一种利用小波原理防止差动保护误动的新方法

外部发生短路故障时，由于电流互感器饱和引起的暂态不平衡电流造成的差动保护误动作，是一个值得仔细研究的重要课题。文中提出了一种应用小波变换原理提取和分析故障发生时刻及电流互感器饱和后故障相电流波形与差流波形的暂态特性，有效地防止因电流互感器饱和造成的差动保护误动作的新方法。     

牵引变压器差动保护误动原因分析及解决方案

通过对一次牵引变压器的差动保护误动作情况进行分析,判断为保护装置内部电流互感器(TA)暂态饱和引起,对该类型TA的测试也证实推断的正确。减少和避免TA饱和对保护影响的方法有多种。外部故障时,对各分相采用差流变化量与制动电流变化量的异步出现特性可识别TA暂态饱和。基于该次牵引变压器差动保护外部TA接线的情况,异步法在该次故障识别中失效;采用三相制动电流变化量之和与差动电流变化量之和进行判别,可以判断外部故障的TA饱和,从而暂时闭锁保护,并通过仿真验证了该判据的合理性。     

切除外部故障时电流互感器局部暂态饱和对变压器差动保护的影响及对策

针对近年来相继出现的变压器差动保护在外部故障切除时发生误动的现象，研究了TA(电流互感器)局部暂态饱和的物理现象和TA局部暂态饱和的数学模型。通过模型仿真、实验室小TA的试验、现场误动录波数据的分析，指出TA工作在饱和点附近的小工频电流传变是引起差动保护误动的根本原因，此时差动保护因制动量小而非常灵敏，如果处理不当可能会导致差动保护的误动，同时分析出TA在较长时间的非周期分量作用下(如和应涌流、穿越性涌流等)，即使只是带负荷电流，也会出现局部暂态饱和现象。针对此问题提出了基于反时限特性的电流差动保护方案，该方法能有效地防止因外部故障切除TA局部暂态饱和引起的差动保护误动。     

变压器差动保护用电流互感器饱和的原因分析及解决办法

针对沙角A电厂脱硫变压器差动保护用电流互感器在较小的一次电流下发生饱和的现象,从电流波形、互感器的稳态饱和特性、暂态饱和特性等方面进行了分析计算,并根据分析结果,提出了解决办法,取得了预期效果。     

基于瞬时电流特征的电流互感器饱和识别改进方法

电力系统发生区外故障时电流互感器饱和可能引起差动保护误动,常用的解决方法选取的开放差动保护门槛值固定,未考虑差动电流畸变程度的影响,在饱和程度较轻时门槛值偏大,使得开放保护延时较大。针对这一问题,提出了一种基于瞬时电流特征的电流互感器饱和识别的方法。该方法在虚拟制动电流识别电流互感器饱和的基础上,通过分析电流互感器的传变特性得到电流互感器饱和程度与一次电流及其导数的关系,利用BP神经网络拟合算法建立一次电流特征与最优门槛值之间的映射关系,从而可以自适应选取开放差动保护门槛值,以减少差动保护闭锁时间。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于波形特征量的变压器平衡绕组故障诊断方法

文中提出了一种利用变压器各侧电流及差动电气量特征,进行区外线路故障引起的220 kV变压器内部故障定位的方法,根据现场主变差动保护录波波形的幅值、相位特征进行理论分析和计算,利用推理排除的方法逐步开展主变故障点和故障类型识别,最终判断本次主变故障为平衡绕组绝缘破坏导致平衡绕组发生单相首尾短路,对故障排查和定位过程进行了详细的阐述,通过故障分析表明故障中变压器保护正确动作,并为开展现场一次设备检查和故障处理提供了支撑.     

分段比率制动的电流差动保护

通过对一起高压输电线光纤电流差动保护误动事故的分析，论述了在故障暂态过程中，非周期分量电流将使电流互感器铁心中的磁通显著增大，并形成大量剩磁。铁心剩磁的存在使电流互感器在 B-H曲线上的起始工作点发生变化，加重了饱和程度和缩短进入饱和时间，这是差动保护误动的重要原因。经过分析电流互感器误差和比率制动系数的关系，指出不考虑暂态剩磁的影响，仅依据制动电流的大小对差动保护特性进行分段，或者盲目地提高制动系数都是不完善的，以铁心磁感应强度的大小为依据进行比率制动特性的分段是克服电流互感器饱和、提高保护灵敏度和可靠性的更合理的方式。最后给出了一种工程实用解决方案。     

电流行波差动式母线保护的研究

为避免电流互感器暂态饱和的影响,研究了一种基于暂态电流行波的新型母线保护。在对母线上线路各相电流行波差动量的故障特征进行分析的基础上,为提高判别母线区内外故障的灵敏度,又引入各相电流行波的制动量,提出一种具有比率制动特性的电流行波差动式母线保护,及其基于小波变换的实用比率判据。理论分析和EMTP仿真表明该母线保护快速、灵敏、可靠,基本不受故障类型、故障过渡电阻、故障距离和故障初始角的影响。     

利用小波原理检测电流互感器饱和的新方法

防止电力系统母线发生区外短路故障时,由于电流互感器（TA）饱和造成的电流瞬时值差动母线保护误动作,一直是母线保护中的一个重要课题。文中根据母线发生短路故障时,电流互感器饱和具有滞后的特点,提出了一种应用小波变换原理提取故障电压暂态特性,准确检测故障发生时刻,并根据时差法的基本原理来确定TA是否饱和的新方法。仿真结果证明了所提方法的有效性。     

变压器空投导致相邻元件差动保护误动分析及防范措施

现场发生多起变压器空投导致相邻正常运行的发电机、变压器以及线路差动保护误动的事故,严重影响电网的安全稳定运行。结合现场录波数据与数字仿真,考虑励磁涌流、和应涌流以及互感器饱和等影响因素,文中对差动保护误动的原因展开研究,指出励磁涌流导致的互感器饱和是差动保护误动的主要原因。在此基础上提出了投入谐波闭锁判据、改进比率制动特性等防范措施。现场录波数据和仿真试验结果验证了所研究结论的正确性及应对措施的有效性。     

柔性低频输电系统的主变稳态负序差动保护

为了解决常规纵差保护难以适用于低频系统的问题,通过分析低频系统的序分量抑制策略,并根据低频系统故障进入稳态后单侧有负序注入的特征,提出一种基于稳态负序分量的主变差动保护方法。为防止该差动保护在区外故障时因电流互感器饱和出现误动,通过对比分析三类制动电流计算方式的制动性能,得到了差动保护的制动方程和制动系数。为解决励磁涌流、电流互感器断线可能导致误动的问题,提出了相电压突变量的差动保护开放条件。仿真分析表明,该方法能够灵敏反映区内金属性故障及轻微故障,在区外故障伴随电流互感器饱和时有可靠的制动裕度。     

水利水电建设与新一轮的西部大开发

针对我国西部水利水电资源极为丰富的特征及社会各界对水利水电开发产生的误解,结合国家西部大开发战略,分析了我国西部水资源开发现状,并与国外进行了比较,结果表明,我国水电开发程度还比较低,而发达国家的水电开发程度普遍比较高,生态环境也越好。因此,片面强调原生态不仅不是什么生态文明,而是一种生态愚昧。西部经济发展的本身,必须解决好水资源时空分布不均的矛盾,发挥西部某些地区的资源优势。我未来的发展必然要依靠清洁能源和可再生能源的可持续发展,可以说,中国可持续发展的希望在西部大开发的成败。     

应用CT和ECT的变压器差动保护仿真研究与对比分析

为了分析电磁式电流互感器(current transformer,CT)和电子式电流互感器(electronic current transformer,ECT)对继电保护的适应性,基于PSCAD和MATLAB软件搭建了采用CT和ECT的变压器差动保护仿真模型,针对变压器区内和区外故障分析了变压器差动保护的可靠性与灵敏性。仿真结果表明,电磁式电流互感器会因磁饱和问题导致可靠性降低,造成差动保护误动;电子式互感器传变特性好,可以在保证可靠性的前提下有效提高差动保护的灵敏性,提升保护系统的性能。