变压器和应涌流产生负序二次谐波的仿真分析

变压器空载合闸会导致与其串联或者并联的变压器产生和应涌流,发生涌流的两个变压器和电流表现出与典型涌流不同的特性,其中谐波特性也发生变化。在交直流混联电网中,换流器的谐波耦合特性使得交流电网中的谐波耦合到直流侧会引起直流保护误动,导致直流闭锁,威胁电网安全运行。本文基于工程实际变压器铁心磁化特性曲线参数,利用电磁暂态仿真软件PSCAD对变压器和应涌流进行仿真分析,仿真分析了单台变压器涌流的二次谐波特性及和应涌流和电流中的二次谐波特性,得到了单台变压器涌流中二次谐波电流以正序为主,和应涌流和电流中反而会出现较为明显的以负序为主的二次谐波电流的结论,这将为分析负序二次谐波对直流保护影响的工程实际问题提供分析依据。     

变压器和应涌流对零序保护影响的分析

分析变压器和应涌流的产生机理;利用Matlab仿真软件建立空载合闸时并联三相变压器(Yn/A)的仿真模型,并仿真分析运行变压器各相和应涌流波形以及各相和应涌流中谐波电流成分的特点;建立并联变压器涌流作用时的等效电路,讨论变压器在不同接地方式下,和应涌流与零序分量的关系,以及对零序保护的影响.     

和应涌流引起差动保护误动仿真分析

针对和应涌流引起变压器差动保护误动的事故,从磁链角度分析了和应涌流产生的机理。利用EMTP软件建立模型进行仿真,验证了和应涌流本身不会造成变压器差动保护的误动,而CT饱和是误动的重要因素,并对差动电流进行详细的谐波分解,发现在误动期间二次谐波含量很小而三次谐波含量较高的特征。     

变压器励磁涌流导致零序分量产生的仿真分析

根据空载变压器等效电路建立数学模型,分析单相变压器励磁涌流的产生机理;利用Matlab仿真软件建立空载合闸的三相变压器(Yn/D)仿真模型,仿真分析变压器各相励磁涌流波形以及各相励磁涌流中谐波电流成分的特点;建立变压器中性点直接接地且空载合闸暂态过程的系统三相不对称等效电路,结合励磁涌流及其谐波成分的特点,深入分析产生零序电流和零序电压的机理.     

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。     

和应涌流的波形分析及其对差动保护影响的研究

首先分析变压器并串联和应涌流的产生机理,然后通过Matalab建立仿真系统对变压器并串联和应涌流波形特点、波形中谐波成分、并串联和应涌流波形间断角、二次谐波含量等进行详细比较分析;最后,结合和应涌流波形特点研究了串联和应涌流和并联和应涌流对差动保护的影响,并提出应对措施。     

电流互感器星-三角变换对传变和应涌流的影响

分析和应涌流条件下电流互感器(TA)星-三角变换对变压器差动保护中差流的二次谐波含量的影响。若两相和应涌流方向相同,差动电流的二次谐波含量介于两相和应涌流二次谐波含量之间;若两相和应涌流方向相反,差动电流的二次谐波含量将可能小于两相和应涌流二次谐波含量,可能导致差动保护的二次谐波制动方法失效.仿真分析结果验证了该电流互感器接线方式对传变和应涌流的影响.     

变压器和应涌流对继电保护影响的分析

首先简要阐述了变压器和应涌流的产生机理,指出偏磁是和应涌流产生的根本原因。然后结合和应涌流的特点,在实际仿真的基础上,系统地分析了串联和并联2种情况下的和应涌流对变压器差动保护、变压器后备保护及其他相关保护的影响。分析表明:在串联和应涌流时,TA容易发生暂态饱和,在变压器差动保护中应增加TlA饱和检测环节;和应涌流使得零序电流衰减比较缓慢,容易引起变压器零序过流保护误动,建议增加二次谐波制动环节;另外,和应涌流对上一级后备保护如过流保护、零序过流保护也会产生影响,建议采取2、3次谐波综合制动涌流鉴别方案。     

和应涌流的波形分析及其对内桥差动保护影响的研究

首先分析变压器并串联和应涌流的产生机理,然后通过MATALAB建立仿真系统对变压器并串联和应涌流波形特点、波形中谐波成分、并串联和应涌流波形间断角、二次谐波含量等进行详细比较分析;最后,结合和应涌流波形特点研究了和应涌流对内桥接线差动保护的影响,并提出应对措施.     

变压器并联与串联和应涌流对差动保护影响的比较研究

通过分析并联和应涌流与串联和应涌流等效电路的异同,结合仿真分析和理论推导,深入比较研究了并联与串联和应涌流的产生过程及其衰减特点;从电力系统规程出发,综合考虑电流互感器饱和、电流互感器参数及运行变压器负荷等多个因素,进一步比较研究了并联和应涌流与串联和应涌流对变压器差动保护的影响.研究表明:串联和应涌流出现的时间较晚,所达到的幅值较小,衰减速度明显快于并联和应涌流;和应涌流造成电流互感器饱和时,差动保护差流的间断角会消失,但二次谐波含量仍很高;在运行变压器带负荷情况下,差动保护的制动电流较大,而和应涌流减小,差动保护不易误动.     

影响变压器和应涌流的各种因素

空投一台变压器时会导致相邻变压器出现和应涌流,和应涌流的存在往往导致继电保护误动作以及出现谐波过电压现象.针对简化等效电路,从两台并联变压器的磁链解析表达式和偏磁衰减规律出发,阐述了和应涌流的产生机理.然后深入分析了初始合闸角、系统阻抗、运行变压器带负载、并联电容、空投变压器的剩磁、串联连接、接地方式对和应涌流的影响,利用计算机仿真和动态模拟试验验证了分析的结论,为正确认识和应涌流和解决其带来的影响提供了有益的结论与参考.     

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。     

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.     

内桥接线主变压器差动保护误动原因分析

内桥接线变电站的主变压器并列运行时,其中一台变压器支路空载合闸或故障时,内桥开关将通过很大的励磁涌流或短路电流。在此情况下,正常运行的变压器差动保护可能发生由于电流互感器暂态传变特性差异以及产生和应涌流现象而导致保护误动。文中结合一起变压器差动保护连续误动的事故,对内桥接线方式下,电流互感器传变特性差异、和应涌流的产生进行了理论分析和仿真验证,并对励磁涌流的二次谐波闭锁能力进行了分析计算。最后提出了内桥接线方式下改进的变压器差动保护接线方式等解决措施,以防止差动保护误动。     

电流互感器暂态特性对涌流传变的影响

在涌流期间,现场发生了多起变压器和相邻输电线路等电力元件差动保护误动的事故,严重威胁电网的安全稳定运行。原有误动分析中只考虑了变压器涌流暂态过程,少有考虑其与电流互感器等非线性铁磁元件电磁暂态交互作用过程。首先分析了变压器涌流波形特征量变化规律,并利用构建的工业保护用CT(P/PR)的Lucas仿真模型,仿真研究了CT暂态传变特性对涌流二次谐波比和间断角的影响规律。研究表明,涌流的二次谐波比与波形间断角取决于变压器铁心饱和角,饱和角越大,二次谐波比越小,而波形间断角越大,反之相反。经CT传变后涌流的二次谐波比变大,和应涌流波形间断角变小。励磁涌流波形间断角变化情况取决于负载电阻大小,可能变大,也可能变小。研究结论可为改进多非线性铁磁元件交互作用下变压器差动保护提供指导。     

换流变压器和应涌流的正序二次谐波特性分析

近几年,南方电网发生了多起因换流变压器空载合闸而导致运行极直流50 Hz保护误动事故。事故主要原因是运行换流变压器的和应涌流含有大量正序二次谐波,流经换流器转化为50Hz分量。文中分析了交流系统电压以及直流输送功率等运行工作点改变引起换流变压器分接头挡位、滤波器投切组数的变化,进而影响和应涌流正序二次谐波的规律;从同塔双回直流线路的极性布置、电流极性等耦合影响因素分析换流变压器和应涌流的正序二次分量在运行线路上的不平衡性。为防止直流50Hz保护误动,建议提高直流接入交流系统的强度,适当抬高换流站交流母线电压,限制运行极直流的输送功率。同时,应重点关注同塔双回直流另一回同一极性的换流变压器的和应涌流。     

变压器暂态饱和与和应涌流实例分析

通过一现场具体实例,探讨了和应涌流产生的机理及和应涌流与变压器暂态饱和的关系,分析了三相变压器励磁涌流波形、和应涌流波形与变压器暂态饱和的特征,探讨了和应涌流与变压器的暂态饱和对变压器差动保护的影响,提出了防止变压器差动保护误动的新方法。     

基于EMTP的变压器励磁涌流谐波相位差仿真分析

利用变压器励磁涌流频谱中的相位信息,对变压器偏向时间轴一侧的励磁涌流进行了分析,发现变压器励磁涌流的谐波成分中,基波相位的二倍与二次谐波的相位差总满足0°或180°的规律.利用EMTP构建仿真程序,分别对变压器空载合闸、内部故障、外部短路情况下变压器励磁涌流以及励磁涌中基波与二次谐波相位差的规律进行了系统仿真,验证了该规律的正确性,对识别励磁涌流和内部故障提供了重要依据.