Y_0/Δ-11变压器差动保护相位校正及零序电流补偿问题分析

分别从形式上和原理上介绍了Y0/Δ-11变压器差动保护的两种相位校正方式,着重分析了Y0侧相位校正和Δ侧相位校正的原理和特点,深入探讨了这两种相位校正方式对差动保护区内外接地故障的适应性,阐明了零序电流补偿的问题,并对零序CT的极性进行了相应分析,认为变压器差动保护的相位校正不仅是各个绕组间的相位校正问题,同时还伴随主变中性点直接接地侧的零序电流补偿问题,Δ侧相位校正与中性点零序电流补偿相结合的方法不仅能保证区外故障差动保护不误动,还可提高区内接地故障的灵敏度,某些未设专门零差保护的变压器因此能增强对接地故障的反应能力。     

基于超高压自耦变压器中性点零序电流的方向比较 纵联保护的研究

随着电力系统向超高压方向发展,自耦变压器容量越来越大,而其零序阻抗越来越小,导致保护上虽然零序电流达到定值。但零序电压很小,不满足灵敏度要求,零序方向元件误动和拒动,从而零序方向纵联保护无法投入。但超高压自耦变压器中性点所产生的数值很大的零序电流的作用一直被忽略,没有被有效利用。据此提出利用自耦变压器中性点零序电流来代替保护上两侧零序电压的基于自耦变压器中性点零序电流的方向比较纵联保护方案。该方案以自耦变压器中性点零序电流为参考量,与两侧保护处的零序电流进行比相,以两者相位差作为方向判据,判断自耦变压器两侧故障方向,进而根据纵联方向比较原理比较两侧故障方向来易区分内部故障和外部故障。该方案能够消除保护处零序电压对零序方向元件方向判据的不利影响,有效地解决了目前保护处零序电压太小而引起的传统零序方向纵联保护拒动和误动的难题。经动模实验数据和数字仿真验证了该方案对接地故障具有灵敏度高,选择性好,能够正确地反应变压器各种轻微匝间故障,判据不受故障侧电流互感器(CT)饱和影响等优点。     

电力变压器装设零序差动保护的必要性及其原理

介绍了相间差动保护对内部短路的灵敏度较低甚至拒动,因此变压器非常有必要装设零序差动保护;Yn绕组也有可能发生对铁心的单相接地短路;其原理是利用变压器Y侧A、B、C三相的复合零序电流和中性点回路的电流互感器构成零序差动回路。     

故障分量发电机定子单相接地保护应用研究

简要分析了发电机发生定子单相接地故障后,机端和中性点侧零序电压变化的特性,并对基波和3次谐波电压原理的发电机定子接地保护方案的灵敏度进行比较.研究表明,发电机绕组中部接地时电压增量相对较小,不利于保护灵敏度的提高.在此基础上,提出改进的利用基波和3次谐波零序电压综合信息量的差动保护判据.该判据忽略基波零序电压增量的影响,减少了调试和整定环节,能有效提高保护灵敏度.理论分析以及实验研究均表明其优越性.     

基于不同转角方式的变压器差动保护灵敏度分析

目前业内对变压器差动保护的灵敏度存在争议。文中以Y0，d11变压器为例，比较了变压器差动保护采用4种不同幅值相位校正方法后的灵敏度，研究表明差动保护的灵敏度与其转角方式有关，不同原理的差动保护灵敏度由差动电流对内部故障电流中的正序、负序、零序分量保留程度决定。绕组差动与相电流减零序差动（中性点零流）的灵敏度最高，它们完全保留了内部故障电流中的各序分量；目前现场广泛采用的相间电流差动与相电流减零序差动（自产零序）都不反应内部故障电流中的零序分量，且两者灵敏度本质上不存在差别，可以通过定值来补偿。     

变压器零序差动保护的几个问题

通过分析变压器传统纵差保护在反映接地故障时灵敏度上的不足,论述了装设零序差动保护的必要性。在分析了传统零序差动保护各种制动电流的选取方式后,对两卷变压器和自耦变压器的零序差动保护提出了一种通用的制动电流选取方式。同时,还针对传统差动保护的动作特性单一的缺点,提出了变特性的差动保护设计新思路,并在此基础上给出了零序差动保护的设计新方案。最后,还根据现场实际情况给出了一种效验中性点零序CT极性的方法,为零序差动保护在现场的正确应用提供了有力的支持。     

自耦变压器零序差动保护问题

根据自耦变压器的特性,分析了自耦变压器发生区内,区外接地故障的２电流,讨论了３种形式的自耦变压器零序差动保护优,缺点,并提出改进建议,对促进变压器零序差动保护的推广应用和巨型自耦变压器零序差动保护灵敏度的提高有实际意义。     

变压器零序差动保护的几个问题

通过分析变压器传统纵差保护在反映接地故障时灵敏度上的不足,论述了装设零序差动保护的必要性.在分析了传统零序差动保护各种制动电流的选取方式后,对两卷变压器和自耦变压器的零序差动保护提出了一种通用的制动电流选取方式.同时,还针对传统差动保护的动作特性单一的缺点,提出了变特性的差动保护设计新思路,并在此基础上给出了零序差动保护的设计新方案.最后,还根据现场实际情况给出了一种效验中性点零序CT极性的方法,为零序差动保护在现场的正确应用提供了有力的支持.     

基于不同故障情况的特高压变压器差动保护仿真研究

介绍了当前中国在建的特高压变压器的结构和参数,并建立了相应的动态仿真模型。根据特高压变压器的结构和运行特性,提出了针对特高压容量大,分体式结构的差动保护配置。通过模拟不同故障情况下差动保护的反应,对各种差动保护的灵敏性进行分析比较。仿真结果表明单独对调压绕组和补偿绕组分别配置差动保护能提高其匝间故障的灵敏性,故障分量差动保护可以提高重负荷情况下变压器内部发生轻微故障的灵敏性,分侧差动保护则可以避免励磁涌流和过励磁的影响,零序差动保护可以提高单相接地故障保护的灵敏性,尤其是接地点离中性点很近的轻微接地故障。     

基于零序电流的超高压自耦变压器相位比较纵联保护的研究

零序电流差动保护对接地故障灵敏度高,动作电流与变压器调压分接头无关,受励磁涌流影响小,原理简单等优点,在超高压自耦变压器保护上得到广泛应用。但零序电流差动保护由于反应自耦变压器三侧零序电流的相量和而动作,受电流互感器饱和影响较大,不易整定,在区外故障切除时常常导致保护的误动。据此提出"基于零序电流的超高压自耦变压器相位比较纵联保护方案"。该方案比较自耦变压器两侧保护处零序电流相位,根据相位相同或相反作为故障判据来区分自耦变压器内部故障或外部故障。动模试验数据和数字仿真验证结果表明,该方案具有对超高压自耦变压器接地故障灵敏度高,选择性好,能够正确反应自耦变压器各种轻微匝间故障,保护判据均不受零序电流非周期分量和故障侧电流互感器(CT)饱和深度的影响等优点。     

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.     

基于故障分量的配电网接地选线技术的研究

配电线路一般不经过交叉换位,线路结构参数和负荷常常是不对称的,因此在正常运行时,系统中存在不平衡的零序电流。当正常运行零序电流较大时,可能“淹没”因为接地所引起的零序电流,增加了故障信息提取的难度,影响接地选线的准确性和可靠性,而零序电流故障分量既充分包含了接地的故障信息,又能有效排除系统正常零序电流的影响,在理论分析和故障仿真的基础上,提出了利用零序电流故障分量进行接地选线的原理,仿真计算说明利用零序电流故障分量进行接地选线具有更高的准确性和可靠性,不受系统结构参数和负荷不对称的影响,可以适用于中性点不同接地方式系统的接地选线。     

利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线

针对中性点不接地系统单相接地故障选线困难的问题,通过母线故障相接地故障转移与中性点接入小电阻的方式来增强故障信息从而选出故障线路。建立了故障转移阶段、并联电阻投入前后各个阶段的零序网络模型,分析了健全线路和故障线路各自的零序电流幅值的变化特征。在中性点小电阻投入、母线开关分闸前后各馈线零序电流幅值变化明显,健全线路零序电流在母线开关分闸后显著减小而故障线路零序电流增大。利用故障线路与健全线路的零序电流变化特征构建了不接地系统故障选线判据。大量的仿真计算验证了该方法对于不接地系统单相接地故障良好的适应性,有助于进一步提高故障选线准确率。     

500kV自耦变压器中性点串接小电抗对继电保护装置的影响

以500 kV电网单台主变压器中性点串接小电抗接地的系统模型为基础,从不同故障位置、小电抗阻值线路长度及系统运行方式等方面分析500 kV变电站220 kV侧母线发生接地故障时线路零序过流保护、零序方向保护、主变压器中性点零序过流保护以及变压器差动保护受到的影响,说明500 kV自耦变压器中性点串接小电抗是抑制500 kV变电站220 kV侧母线单相短路电流的有效措施。     

利用故障分量的分相式电流差动保护

本文在分相式全电流差动保护的基础上，提出了一种利用相电流突变量构成分相式突变量差动保护、利用两端零序电流构成零序差动保护的新方案，在保证区外故障具有足够防卫能力的前提下，该保护在重负荷大电阻区内故障时具有很高的灵敏度。     

扩大单元接线发电机定子接地保护方案

指出现有定子接地保护应用于扩大单元接线方式发电机上的不足，提出基于零序方向元件的选择性定子接地保护方案。采用发电机机端零序电流、接地变压器二次侧电流以及发电机零序电压构造零序方向元件，零序方向元件的动作边界可灵活整定，能够准确判断发电机区内、区外单相接地故障。该方案已应用到微机型发电机保护装置中，现场模拟试验结果证明了该方案的有效性和可靠性。     

大型水电机组组合型接地方式参数优化设计

为了限制单相接地故障电流,部分大型水电机组采取了接地电阻并联电感的组合型接地方式,但接地电阻和电感的参数选取对接地故障电流、传递过电压、中性点位移电压、零序电压保护灵敏度有影响。综合考虑组合型接地方式下的接地故障电流、传递过电压、中性点位移电压、零序电压保护灵敏度指标,建立了针对水电机组组合接地参数设计的综合评价体系,并利用实际水电机组参数进行了分析计算。分析结果表明：选取合适的参数可以有效降低接地故障电流和提高保护灵敏度,同时传递过电压和中性点位移电压也不会过大。给出了参数选型的方案,希望能为组合型接地方式的参数选取提供借鉴。     

自耦变压器零序电流方向纵联保护

高压大容量自耦变压器在高、中压侧常配有零序电流差动保护,以提高对接地故障的灵敏性,但其受电流互感器饱和影响较大,不易整定.据此提出一种自耦变压器零序电流方向纵联保护原理,通过比较自耦变高、中压侧零序电流和中性点零序电流相位实现保护判别,该原理能够灵敏地反应变压器的匝地和匝间故障,受电流互感器饱和影响小.仿真和动模试验数据验证了该方法的可行性.     

基于零序电流-电压微分特性的小电阻接地系统单相接地故障保护原理

中性点经小电阻接地的系统适用于电缆居多的配电网,然而由于配网馈线所处环境复杂,造成了现有的基于零序电流阶段式的保护方案无法满足单相高阻接地故障快速、灵敏地检测需求.针对此现象,文中通过分析故障线路和非故障线路零序电流-零序电压的关系,寻求两者不同的故障特征,由此提出一种基于线路零序电流与母线零序电压微分值波形相似度的保护算法.所提保护算法通过对线路的零序电流和零序电压进行采样,并根据线路零序电流与母线零序电压微分值的波形相似度来判断线路是否发生单相接地故障,可大大提高单相高阻接地故障保护的灵敏度.通过PSCAD仿真测试验证了该算法的有效性.