基于EMTDC的三相变压器励磁涌流和内部故障仿真

变压器保护的核心问题是励磁涌流和内部故障电流的鉴别,而对变压器励磁涌流和内部故障电流的有效仿真是进行正确鉴别的基础.在分析电磁暂态仿真软件EMTDC(Electro-Magnetic Transient in DC System)里变压器模型的基础上,构建模型对变压器励磁涌流和内部故障电流进行了仿真,并对仿真结果进行了间断角和二次谐波含量分析.结果表明,利用EMTDC能够根据不同的条件和要求有效地实现变压器励磁涌流和内部故障电流的仿真.     

基于小波算法的变压器涌流和内部故障电流识别

小波变换可将信号同时从时域和频域两个方面加以分解,对分析变压器励磁涌流和内部故障电流非常有效.在PSCAD/EMTDC软件中通过对变压器励磁涌流和内部接地故障进行仿真,并对变压器两侧的电流差分信号进行了小波变换.结果表明,两类信号在细节部分有明显的不同特征,可作为判别的依据.     

基于小波分析的变压器励磁涌流识别判据研究

为防止励磁涌流导致变压器的差动保护误动作,本文对变压器励磁涌流的产生机理、影响因素、波形特征等进行了理论分析和仿真研究。利用小波分析原理,从能量的角度出发,提出了一种基于小波包分析的鉴别变压器励磁涌流和内部故障电流的新方法。利用仿真系统Matlab建立电力系统模型,模拟变压器不同合闸条件下的涌流和内部故障电流。依据小波包能量时谱的变化趋势(上升或下降),制定合理判据。通过大量的仿真实例分析,证明了方法的可行性。     

小波变换在励磁涌流和短路电流识别中的应用

为了识别励磁涌流电流和内部故障电流,根据小波变换后励磁涌流在高频率段处呈现出明显的奇异性的特点,利用小波变换对变压器的励磁涌流模型和内部故障模型进行仿真分析,确定了基于一尺度下奇异值的小波判据,比较其高频段上能量的变化情况来识别励磁涌流和内部故障电流。结果表明,此方法可以对励磁涌流和内部故障电流进行良好识别。     

利用波形非正弦度分形估计值识别励磁涌流

以正确鉴别变压器励磁涌流和短路电流为目的,提出一种利用波形非正弦度分形估计的电力变压器励磁涌流与内部故障电流识别方案。利用变压器励磁涌流和内部故障电流波形特征的不同,对差动电流波形进行波形非正弦度计算并分析。通过复合形态滤波算法滤除信号中的各种噪声和扰动,保证了算法的可靠性。在比较励磁涌流与短路电流波形非正弦度各自特点的基础上,提出了一种新的变压器保护方案。仿真试验结果表明:该方法能可靠识别励磁涌流与短路电流,对轻微内部故障也有较高的灵敏度。     

基于人工神经网络的变压器励磁涌流的鉴别

研究了基于神经网络方法的电力变压器励磁涌流鉴别。对变压器励磁涌流及故障电流进行了数字仿真,比较了两者在物理特性上的区别。利用Matlab的人工工具箱,分别建立了BP和RBF神经网络模型,对励磁涌流和故障电流的样本进行训练及测试。结果表明,人工神经网络可以正确地区分励磁涌流和故障电流,RBF神经网络能更加快速、准确地判断出变压器的故障。     

励磁涌流波形密度系数鉴别算法

针对变压器差动保护在识别内部故障电流与励磁涌流时的可靠性不高这一问题,提出了基于变压器差流波形密度系数的励磁涌流鉴别算法。利用励磁涌流与故障电流具有不同的正弦相关系数的特点,提出波形密度系数的概念,通过比较变压器各工况下的波形密度系数,理论上可准确识别励磁涌流和故障电流。进一步通过建立仿真模型和实际变压器合闸录波数据进行验证所提算法的可行性和快速性。研究表明,该算法具有判据简单、自带滤波效果、不受非周期分量影响的特点,且能无延时地准确判别励磁涌流与内部故障电流。     

利用希尔伯特边际谱鉴别变压器励磁涌流

根据励磁涌流中有很大成分的高次谐波和非周期分量,而故障电流基本保持基频正弦波的特点,研究了一种利用希尔伯特边际谱来辨别变压器励磁涌流和故障电流的新方法。该方法利用希尔伯特黄变换对电流信号按频率分离,对额定频率段的希尔伯特边际谱幅值进行积分,根据积分值与整定值关系可鉴别信号电流。经PSCAD/EMTDC和MATLAB仿真软件对大量样本的仿真验证,该方法能精确地实现变压器励磁涌流与故障电流的可靠区分。     

基于小波变换的变压器励磁涌流与故障电流鉴别的新方法研究

小波变换对于电力变压器励磁涌流和内部故障电流的鉴别非常有效。使用仿真软件Matlab中的Simulink模块仿真出电力变压器的励磁涌流和内部故障电流,并通过Mallat分解算法分别进行小波交换,并提出一种新的鉴别算法。试验表明．这两种电流的小波变换结果的细节部分有很大不同的特征,可以使用在变压器继电保护中。     

电力变压器励磁涌流和故障电流仿真研究

在研究电力变压器励磁涌流和故障电流特性的基础上 ,应用电磁暂态程序 (EMTP) ,采用不同的模型和方法对变压器励磁涌流和故障电流进行了全面系统的仿真计算和分析。结果表明 ,EMTP能够根据不同的条件和要求有效地实现对变压器励磁涌流和故障电流的仿真     

母联充电保护应用分析

根据规程,结合运行实际对母联(分段)开关充电保护的配置和使用进行了详细的分析,单独配置的充电保护和包含在母差中的充电保护在配置上各有优缺点,在实际运用中,应根据使用目的不同,权衡利弊加以选择。继电保护本身不是万能的,不可能包罗万象、适应各种系统运行要求。在采用某一个方案的过程中,一方面要看到这个方案带来的好处,另一方面也要同时承受该方案可能产生的任何后果。     

Y_0/△-11变压器低阻抗保护方案及接线方式的分析

我国发变组的升压变压器都是Y0/△-11或Y/△-11接线,其传统的低阻抗保护装在主变低压侧为三个低阻抗继电器(线电压及相电流之差的0°接线方式)构成“或”门延时出口。通过分析及动模试验,认为这种传统方案是不宜采用的,主要理由是主变高压侧两相短路时,这三个继电器的测量阻抗都远大于短路点至保护安装点之间的阻抗,都会拒动,它不能保护主变高压侧的两相短路。还分析了若干种正确的Y0/△-11变压器低阻抗保护方案的特征及其优缺点。     

并联电容器对变压器差动保护的影响

对变压器低压侧区内故障差动保护动作较慢的情况做了详细分析,指出其原因为并联电容器中的串联电抗器引起故障时刻并联电容器发生振荡放电,导致变压器励磁涌流判据闭锁差动保护。并分析了并联电容器振荡放电频率与电容器选型的关系,其产生的谐波分量对变压器励磁涌流判据的影响。通过EMTDC进行了仿真研究,提出了对变压器差动保护的励磁涌流判据的建议。     

过电流保护在变压器合闸过程中的自适应策略

变压器铁磁材料的激磁特性呈现非线性,这将导致在变压器合闸过程中产生励磁涌流现象。过电流保护往往反映单一的电流幅值特征而动作,当变压器合闸过程发生时,励磁涌流及邻近区域内的穿越电流均可能导致相关联的过电流保护误动。从序分量的角度出发,构建了一个可通过标志函数的大小和突变,区分故障与涌流的序分量标志函数。通过PSCAD/EMTDC仿真表明,该标志函数能够充分反映电网结构的变化,有效区分变压器励磁涌流和故障。将该标志函数应用于过电流保护上可以减小励磁涌流的影响。     

逆变侧换流变压器故障性涌流产生机理及其对差动保护的影响

针对特高压直流系统逆变侧阀侧接地故障可能引发换流变压器故障性涌流的问题,讨论故障位于不同电压等级换流桥以及不同时刻下阀桥通断情况的差异,分析换相失败后阀侧故障电流特征,阐述逆变侧故障性涌流产生机理及其特征。在此基础上,分析计及故障性涌流影响的换流变差动保护动作特性。研究结果表明,故障性涌流可能导致换流变区外转区内故障时差动保护误闭锁,针对该问题,根据故障时阀侧电流直流分量发生极性反转的特点,提出一种新的防止差动保护误闭锁的解决方案。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了理论分析的正确性。     

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。     

Transformer Differential Protection Using Principal Component Analysis

This paper describe a new algorithm for transformer differential protection, based on pattern recognition of the differential current obtained as the phasor sum of the current-transformer secondary currents. The algorithm uses principal component analysis to preprocess data from the power system in order to eliminate redundant information and enhance hidden pattern in differential current to discriminate between internal faults (transformer differential protection zone) from inrush and overexcitation conditions. The algorithm was proven using PSCAD/EMTDC simulations in a three-phase power system considering critical fault cases. The results show the feasibility to implement this algorithm for transformer differential protection.     

控制合闸电压幅值的变压器励磁涌流抑制方案

在分析变压器励磁涌流的影响因素和推导励磁涌流与各影响因素间数学关系的基础上,提出了一种基于合闸电压幅值控制的变压器励磁涌流抑制方案。该方案通过选择适当的合闸电压幅值控制曲线,对合闸电压的幅值进行控制,确保变压器空载合闸过程中产生的磁通不超过饱和磁通,从而达到抑制空载合闸励磁涌流的目的。根据磁通不等式约束与暂态磁通分量衰减规律给出了电压幅值控制函数,并推导了电压幅值控制函数中初值与变化斜率两个参数的上下限。采用PSCAD/EMTDC软件分别对单相和三相变压器不同状态下的空载合闸过程进行了仿真,并对磁通、励磁涌流、差动电流等参数进行了对比分析。仿真结果表明,通过控制合闸电压的幅值达到控制励磁电流大小的目的,能够将励磁涌流控制在数值较小的范围内,从而克服励磁涌流的影响。     

基于综合形态算法的变压器励磁涌流识别方法

针对励磁涌流对变压器差动保护的影响,提出了一种基于综合形态算法的励磁涌流识别方法.首先,利用改进形态梯度算子对采集的信号进行处理,然后利用加权形态滤波算子对梯度信号进行滤波.然后,基于内部故障电流和励磁涌流基波相似性的显著差异构造判据对二者进行区分.判据1用来快速识别大多数内部故障,判据2应对电流互感器饱和及空合于内部轻微匝间故障等特殊情况.两识别判据通过协同逻辑,实现涌流情况下的保护闭锁与内部故障情况下的快速动作.最后,通过PSCAD/EMTDC仿真对所提算法进行了验证分析.     

A novel algorithm for discrimination between inrush current and internal faults in power transformer differential protection based on discrete wavelet transform

This paper proposes a novel methodology for transformer differential protection, based on wave shape recognition of the discriminating criterion extracted of the instantaneous differential currents. Discrete wavelet transform has been applied to the differential currents due to internal fault and inrush currents. The diagnosis criterion is based on median absolute deviation (MAD) of wavelet coefficients over a specified frequency band. The proposed algorithm is examined using various simulated inrush and internal fault current cases on a power transformer that has been modeled using electromagnetic transients program EMTDC software. Results of evaluation study show that, proposed wavelet based differential protection scheme can discriminate internal faults from inrush currents.