励磁涌流引起的变压器差动保护误动作分析及对策

励磁涌流和内部故障的可靠鉴别是实现变压器差动保护的关键问题,它直接制约着变压器差动保护正确动作率。介绍了一起励磁涌流引起的变压器差动保护误动作行为。对变压器差动保护的配置、故障录波数据和保护动作行为进行了分析,结合二次谐波制动原理和间断角制动原理对故障录波数据中变压器励磁涌流的谐波数据和波形进行了详细分析,提出了对励磁涌流相关整定值进行改进的防范对策。分析方法及过程具有一定的参考价值。     

自适应变压器励磁涌流判据研究

基于差流谐波正序分量的变压器励磁涌流判据能够有效识别励磁涌流和内部故障。为了进一步提高差动保护的励磁涌流闭锁可靠性和内部故障动作快速性,分析了变压器端电压及其基波正序分量突变量在励磁涌流和内部故障时的不同特征,由此确定了自适应控制因子Q,并将Q加入到差流谐波正序分量的励磁涌流判据中,进而提出了一种自适应变压器励磁涌流新判据。大量EMTP仿真及动模实验表明：新判据能够在励磁涌流时自动降低涌流制动定值,提高涌流的闭锁可靠性;在内部故障时自动升高涌流制动定值,提高区内故障时保护的动作速度。     

基于环流相似度的变压器零模涌流识别与零序保护方法

随着我国电力系统规模的扩大和输电容量的增加,Yd连接的高阻抗变压器得到了广泛应用。传统的变压器零序差动保护采用二次谐波比进行涌流制动,但该方法在空投于内部故障时会出现拒动情况。提出了一种基于环流相似度的变压器零模涌流识别与零序保护方法,该方法计算原方零模涌流和副方环流的波形相似度,再根据变压器三相的饱和系数识别内部故障,综合实现变压器准确的涌流闭锁。仿真和实验结果表明,所提保护方法在变压器和应涌流及空投于内部故障情况下均能正确动作。     

一种鉴别变压器励磁涌流和内部故障的新原理

提出一种利用电流波形特征识别变压器励磁涌流和内部故障的方法,该方法综合利用变压器差电流波形在空投涌流时会呈现出尖顶波特性和间断特征,而故障时差电流波形基本为基频正弦波的差异,先计算差电流与其中所包含基频正弦波的相关度J,再进一步利用励磁涌流尖顶的凹弧特征构造一个系数k,根据J和k进一步构造一个函数J1区分变压器的励磁涌流和内部故障。动模试验结果表明该方法能够正确区分励磁涌流和故障电流,在空投变压器时能够可靠地闭锁励磁涌流;在变压器各种内部故障时能够可靠地开放保护,动作时间一般在20 m s左右,具有较高的灵敏度和可靠性能够满足现代变压器对保护动作可靠性的要求。而且该方法实现方便,计算量小,具有良好的在实际工程中应用的价值。     

一种鉴别变压器励磁涌流和内部故障的新原理

提出一种利用电流波形特征识别变压器励磁涌流和内部故障的方法,该方法综合利用变压器差电流波形在空投涌流时会呈现出尖顶波特性和间断特征,而故障时差电流波形基本为基频正弦波的差异,先计算差电流与其中所包含基频正弦波的相关度J,再进一步利用励磁涌流尖顶的凹弧特征构造一个系数k,根据J和k进一步构造一个函数J1区分变压器的励磁涌流和内部故障.动模试验结果表明该方法能够正确区分励磁涌流和故障电流,在空投变压器时能够可靠地闭锁励磁涌流;在变压器各种内部故障时能够可靠地开放保护,动作时间一般在20 ms左右,具有较高的灵敏度和可靠性能够满足现代变压器对保护动作可靠性的要求.而且该方法实现方便,计算量小,具有良好的在实际工程中应用的价值.     

基于有功无功直流分量比值的变压器涌流新判据

针对变压器差动保护存在的区分励磁涌流和内部故障电流的难题,在引入瞬时无功功率理论的基础上,提出一种依据变压器各侧三相差有功功率和差无功功率直流分量比值的变化关系来识别变压器励磁涌流和内部故障电流的新方法.该方法原理简单,易于实现,具有数据采样方便、计算量小、动作可靠等特点.该方法从能量守恒的角度及有功功率和无功功率的关系出发,揭示了变压器励磁涌流和故障状态的本质不同.对变压器各种运行状态进行了实时数字仿真(RTDS)实验,仿真实验结果表明:该方法简单可靠,识别效果显著.     

微机型电力变压器差动保护装置

介绍一种微机型电力变压器差动保护装置。该装置利用微型计算机快速检测、准确判断的智能特点，通过检测变压器回路断路器的运行状态，对变压器施以相应的控制方式。如果变压器已处于正常运行状态。则微机对差动保护回路的差动电流和制动电流进行检测、比较，从而判别变压器的内部与外部故障。如果制动电流大于差动电流，则判定为变压器正常运行或外部故障，差动保护不动作；如果制动电流小于差动电流，则判别为变压器内部故障，保护装置即发出变压器跳闸命令脉冲。如果检测到变压器处于停运状态，则由微机继续监测变压器状态，一旦发生变压器投运则利用ｋａｌｍａｎｆｉｌｔｅｒ对变压器回路电流进行滤波分析。通过对直流偏移、基波分量及二次谐波分量的检测、比较，来判别变压器的励磁涌流和投运于内部故障。如果判定为非投运于内部故障，则利用二次谐波的制动原理，使差动保护有效地躲过励磁涌流而不致于误动作。本装置的主要优，或是可以成功地躲过变压器空载投运时的励磁涌流和变压器外部短路时的不平衡电流而不致于降低保护装置的灵敏度。同时，由于实施了微机控制，本差动保护较之传统的差动保护检测精确，判断准确，动作可靠性高。     

计算变压器差动保护定值程序介绍

用BASIC语言在IBM-PC/XT微机上计算BCH-1(2)型差动保护定值程序适用于单电源非并列运行双卷或三卷降压变压器.一、程序设计指导思想在变压器差动保护定值整定计算中,解决选择性和灵敏度之间的矛盾是主要问题,在笔算中,根据选择性要求,按躲励磁涌流、二次回路断线、变压器外部故障时的最大不平衡电流三个条件确定变压器差动保护的动作电流值,并按此动作电流值选择差动线圈、平衡线圈和制动线圈匝数,最后校验变压器内部故障时的灵敏度是否满足要求.笔者认为,由二次回路断线条件确定的动作电流值比躲励磁涌流条件所确定的动作电流要低;而变压器差动保护     

基于变压器模型的新型变压器保护原理的研究

针对变压器电流保护多年来一直存在的区分励磁涌流和内部故障电流的难题，该文阐述了基于变压器模型的新型变压器保护方案的基本原理，推导出了基于该原理的两绕组和三绕组变压器的动作方程，提出了变压器保护方案。该方案不受励磁涌流的影响，并且避开了变压器难以得到的内部参数。仿真试验结果表明该方案能够可靠、迅速的切除变压器内部故障。     

基于小波变换的变压器励磁涌流识别方法

用Matlab构建变压器励磁涌流和内部故障电流仿真模型,利用小波函数对得到的波形进行多尺度辨析,通过观察小波变换的模极大值在多尺度下的演化趋势,确定波形奇异性,从而定性地区分励磁涌流和内部故障电流的小波判据。通过设定不同的变压器参数,并进行仿真,可证明此方法可以很好地识别变压器励磁涌流和内部故障电流,有效避免由于误判而引起的变压器差动保护误动。     

基于波形系数的变压器励磁涌流快速识别算法

通过分析励磁涌流波形与磁化曲线的关系,提出了一种基于波形系数的变压器励磁涌流快速识别算法。利用空载合闸和内部故障后符合正弦特征的采样数据预测出参考波形,并将1／2周波内的采样数据与预测数据进行比较,以此定义波形系数。通过波形系数的大小区分变压器励磁涌流状态和内部故障状态。仿真和动模实验表明,该算法能在一个周波内准确识别出空载合闸和各种内部故障状态。     

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.     

基于模型的变压器保护判据分析与改进

对基于模型的变压器保护原理作了分析并提出了新判据。电流暂态波形波动较大时,用差分代替微分会造成很大误差,可能造成保护误动。利用积分法构成了新型的保护判据,给出了新判据的计算公式并讨论了定值的选取。变压器在正常运行、外部故障、空载合闸、内部故障、带内部故障空载合闸等工况下的数字仿真结果表明,新判据不易受电压、电流波形波动的影响,计算简单,可以可靠、快速识别变压器内部故障。     

基于非周期分量衰减速率的变压器励磁涌流鉴别方法

提出一种基于非周期分量与基波分量比值(简称k0)衰减速率的励磁涌流鉴别方法。首先利用变压器仅一侧有电流还是多侧都有电流的特点,实现变压器空充与非空充状态的初步划分。判出空充状态后,利用三相差流中k0衰减速率的差异进一步判别励磁涌流与故障电流。基于k0衰减速率的励磁涌流鉴别方法原理简单可靠、计算量小,易于工程实现,对传统的二次谐波判据是个有益的补充。Matlab仿真和现场误动数据表明该方法不仅能够在变压器剩磁较大时确保空载合闸的成功率,当变压器空充到轻微匝间故障时亦能大大缩短保护的闭锁时限。     

基于波形互相关系数的变压器励磁涌流识别方法

励磁涌流是导致变压器差动保护误动的主要因素。提出一种利用波形互相关系数特征的励磁涌流识别方法。利用空载合闸或内部故障后的短数据窗构造一标准正弦参考波,对采样波形与构造的标准正弦波两信号的相关性进行分析,计算归一化互相关系数进行内部故障和涌流识别。内部故障时波形互相关系数为接近1的稳定值,而励磁涌流时互相关系数偏离1且其值波动显著。最后PSCAD仿真计算分析结果表明:该方法能在一个周波内准确识别出励磁涌流与内部故障,为提高变压器差动保护性能和优化变压器保护配置提供了有益的理论依据。     

适用于新能源并网变压器匝间故障识别的新判据

为增加功率输送能力,新能源并网变压器采用两电压等级三绕组、接线形式为星角角的变压器。变压器在低压侧发生匝间故障时,差动保护灵敏度不足,同时变压器空载合闸于匝间故障时,涌流闭锁判据会闭锁差动保护,延长故障切除时间。基于星角角接线型式的新能源并网变压器零序等值回路,文中通过建立零序节点电压方程,利用区外故障及匝间故障节点电压方程特征构建匝间故障识别判据,该判据与差动保护原理相比,不受励磁涌流的影响,具有较高的可靠性及速动性。文中利用实时数字仿真系统(RTDS)进行故障仿真,验证新判据的有效性及可靠性,发现采用新判据能够可靠灵敏地识别变压器匝间故障,弥补差动保护的不足。     

一种采用纵向阻抗的变压器保护算法

针对变压器差动保护需要通过二次谐波等算法来识别励磁涌流的问题,在纵向阻抗保护原理的基础上提出一种基于故障序分量的变压器保护算法。利用故障序分量纵向阻抗在内部故障小于变压器漏阻抗,在外部故障、空载合闸大于变压器漏阻抗的特点,算法能够可靠识别故障区域。在变压器空载合闸时依据输电系统中稳定的阻抗关系,可以有效抵御励磁涌流的影响,使得保护算法在空载合闸时可靠不动作。同时考虑区外故障电流互感器可能发生的各种饱和情况,算法能够正确识别故障区域,具有较强的抗干扰能力。通过在PSCAD中进行仿真试验,结果表明算法不受电流互感器饱和、励磁涌流的影响,具备较强的可靠性和抗干扰能力,拥有良好的工程应用前景。     

一种基于电流比变化量的变压器匝间短路保护方法

变压器匝间短路特别是少匝数短路时,现有保护很难检测并发现故障。基于变压器绕组两侧电流比值与两侧绕组匝数比值之间的对应关系,提出了一种电流比变化量匝间保护方法,构建了保护动作判据。该方法不仅能躲过变压器内部相间故障及变压器外部短路的影响,还能区分匝间短路故障相,具有很高的保护灵敏度。通过对试验变压器进行的内部匝间短路试验,验证了所提方法的有效性。     

用模糊集贴近度法识别变压器的故障电流和励磁涌流

根据电力变压器差动保护中故障电流和励磁涌流波形的对称情况,提出了用波形对称及模糊集贴近度原理来辨别故障电流和励磁涌流的新方法。数字仿真结果表明,本方法可准确识别故障电流和励磁涌流,即使在空载合闸于内部故障时,保护继电器也能迅速可靠动作,避免了采用二次谐波制动导致的误动问题。     

基于小波变换的配电变压器差动保护相位补偿方法

为降低配电变压器故障引起的财产安全损失,提升电力系统运行稳定性,提出了基于小波变换的配电变压器差动保护相位补偿方法。首先,通过计算线模行波电流波动及其梯度绝对值大小,判断配电变压器有无故障,即创建保护启动判据。然后,依据等效线模行波差动电流的能量比确定故障区域,并计算小波变换故障区域的初始模量反向行波差动电流,以获得小波变换模极大值。最后,通过构建故障选极判据获取故障类型,计算故障状态下配电变压器空载合闸时的励磁电流,判断励磁涌流和内部故障电流的变化,并结合保护输出信号的开启和关闭,实现配电变压器的差动保护相位补偿。仿真实验表明,该方法可对区内故障进行有效鉴别,具有很强的可靠性及有效性。负载工况下,该方法相位补偿后电压电流的相位差一致,具有更好的稳定性。