一种防止外部故障切除后变压器差动保护误动的新算法

外部故障切除后变压器差动保护误动时有发生,目前主要通过改变比率制动的动作区与制动区来防止误动,却给快速切除转换性故障带来不利影响。对差流的谐波进行了详细的仿真分析,依据误动期间三次谐波含量比二次谐波含量大的特点,提出了一种防止外部故障切除后变压器差动保护误动的新算法。该算法在二次谐波制动的差动保护基础上,利用差流中二次谐波和三次谐波占基波的比例构成新的制动判据。通过大量仿真试验,表明该算法简单易行,既能有效防止外部故障切除后变压器误动,也能迅速切除外部故障切除后的转换性故障。     

一种防止外部故障切除后变压器差动保护误动的新算法

外部故障切除后变压器差动保护误动时有发生,目前主要通过改变比率制动的动作区与制动区来防止误动,却给决速切除转换性故障带来不利影响.对差流的谐波进行了详细的仿真分析,依据误动期间三次谐波含量比二次谐波含量大的特点,提出了一种防止外部故障切除后变压器差动保护误动的新算法.该算法在二次谐波制动的差动保护基础上,利用差流中二次谐波和三次谐波占基波的比例构成新的制动判据.通过大量仿真试验,表明该算法简单易行,既能有效防止外部故障切除后变压器误动,也能迅速切除外部故障切除后的转换性故障.     

变压器差动保护二次谐波制动仿真分析

变压器差动保护中传统的二次谐波制动方案在变压器空载合闸、内部故障或外部故障切除时,若TA饱和,变压器差流中二次谐波含量较低,差动保护容易误动。文章首先分析了变压器空载合闸中励磁涌流的二次谐波和基波之间的幅值关系,利用二次谐波制动的原理防止励磁涌流造成差动保护误动作,这也是目前最普遍应用的方法。通过建立合理的变压器模型,在不同的情况下进行各种二次谐波仿真、比较,验证了其可靠性与正确性。     

多判据综合的变压器差动保护

针对目前变压器差动保护存在的不足，提出了多判据综合的变压器差动保护方案。由采样值差动判据、虚拟三次谐波制动及二次谐波制动相量差动判据、故障分量虚拟三次谐波制动相量差动和故障分量采样值差动等判据综合构成的变压器差动保护，能使变压器差动保护的性能得到较大提高。动态模拟试验表明，所开发的多判据综合的变压器差动保护装置对绝大多数内部故障，动作时间在6ms、12ms、16ms左右。在最小方式下，轻微匝间短路，能可靠跳闸，发跳闸令时间小于或等于22ms。带匝间故障空投变压器，发跳闸令时间在25ms左右。区外故障及无内部故障时空投变压器，保护不误动。     

特高压变压器差动保护采用附加相位制动原理的探讨

根据特高压变压器差动保护的要求，提出了一种基于附加相位判别的自适应2次谐波励磁涌流制动方案。该方案充分利用涌流波形中的幅值相位信息，改善了某些涌流不明显情况下传统2次谐波制动原理的不足，同时空投变压器内部故障时也不会误闭锁差动保护。各种情况下的仿真与动模数据的测试结果表明：自适应附加相位制动方案的差动保护比传统2次谐波判据性能优良，且有较好的实际工程应用价值。     

特高压变压器保护的研究

由于特高压变压器发生轻微匝间短路时电流中二次谐波含量过高,会导致差动保护动作延迟。由此,提出了基于有功功率损耗的匝间短路辅助判据。其原理是变压器正常运行时消耗的有功功率非常小,而发生内部故障时产生的有功损耗非常大。仿真结果表明该方案虽不能作用于大多数故障情况,却能准确反应于轻微匝间短路,正好与二次谐波制动方式互补,形成综合判据。     

特高压变压器保护的研究

由于特高压变压器发生轻微匝间短路时电流中二次谐波含量过高．会导致差动保护动作延迟。本文提出了基于有功功率损耗的匝间短路辅助判据,该方法的原理是：变压器正常运行时消耗的有功功率非常小,而发生内部故障时产生的有功损耗非常大。仿真结果表明该方案不能作用于大多数故障情况,却能准确反应于轻微匝间短路。正好与二次谐波制动方式互补。形成综合判据。     

变压器差动保护中电流相位补偿方式的分析

在变压器空载合闸时,对变压器差动保护中△→Y电流相位补偿方式进行分析,证明变换后得到的某相差流并不能反映该相励磁电流的真实变化。进一步利用MATLAB仿真YN,d11变压器空载合闸,对比分析了变压器差动保护中△→Y和Y→△这2种电流相位补偿方式对二次谐波比励磁涌流闭锁判据的影响,仿真结果表明前者并不比后者具有明显的优势,也不宜采用分相闭锁差动保护。同时,分析变压器对称涌流产生的原因,计算说明对称涌流中的二次谐波比并不一定比单侧涌流低。提出了利用未经补偿的相电流计算励磁涌流闭锁判据中二次谐波比,提高分相闭锁的可靠性,以及利用综合二次谐波比全相闭锁保护、加短延时投入分相开放判据开放保护,提高带故障合闸时保护动作速度的思想。     

基于附加相位判别的自适应二次谐波励磁涌流制动方案研究

在详细推导单相励磁涌流的傅里叶级数表达式基础上,分析出涌流波形中各次谐波之间满足一定的相位关系,即单相涌流中基波相位与2次谐波相位差为0°或180°,由此提出了一种基于附加相位判别的自适应2次谐波励磁涌流制动方案。该方案充分利用涌流波形中的幅值相位信息,改善了某些涌流不明显情况下传统2次谐波制动原理的不足,同时空投变压器内部故障时也不会误闭锁差动保护。各种情况下的仿真与动模数据的测试结果表明:自适应附加相位制动方案的差动保护比传统2次谐波判据性能优良,且有较好的实际工程应用价值。     

改进型二次谐波励磁涌流制动方法

分析了变压器励磁涌流波形中基波与二次谐波相位差的关系,二者满足0°或180°的相位关系,并通过对理想单相变压器仿真、三相变压器仿真、动模试验得到的涌流波形的分析验证了此结论,据此提出了一种利用二次谐波与基波之间幅值和相位关系综合判别励磁涌流的改进型二次谐波制动方法,应用该方法的差动保护明显优于采用传统二次谐波制动判据的保护,具有较好的工程应用价值。     

变压器谐波闭锁差动保护新判据

分析了变压器差动保护中的励磁涌流二次谐波成分,认为对称性涌流中的二次谐波分量对于闭锁谐波制动差动保护是足够的,提出借助直流分量加强二次谐波作用的新判据.提出的另一判据是用定增斜率制动特性取代原用的双斜率制动特性.分析计算、试验和试运行经验证明了所提出的新判据正确、可行.     

励磁变压器差动保护五次谐波闭锁新判据

励磁变压器为谐波电流含量很高的负载变压器,其比率制动特性曲线斜率低,易受谐波电流的影响,存在因变压器过励磁导致保护误动作的情况,因此,需要为比率制动辅以过励磁闭锁判据。传统的过励磁闭锁判据存在解锁延迟、解锁失败的缺陷,文中提出了一种以差动电流中工频负序分量为辅助判据的新型五次谐波闭锁判据。通过MATLAB/Simulink对新旧两种判据的仿真分析,在负载为整流桥的励磁变压器系统中验证了所提新判据的有效性,解决了传统判据易受故障电流谐波分量影响的缺陷,解锁速度更快、解锁范围更广,更适用于励磁变压器这类谐波含量较高器件的比率差动保护。     

线路差动保护的相移制动能力研究

数据同步是基于通信的差动保护方案的首要问题。为从差动保护判据本身找到一个减小同步误差影响的途径,提出描述差动保护判据耐同步误差能力的相移制动能力指标。采用相量分析法分析常规差动保护的相移制动能力,发现常规比率制动判据的相移制动能力只能达到20°左右,而非线性差动保护的相移制动能力可以达到60°左右,这对基于软实时通信技术的使用场合非常有价值。提出一种新相差型的差动保护判据,该判据采用制动系数来调整判据的灵敏度;采用保护动作边界角来调整判据的相移制动能力,是一种新型的非线性制动判据。仿真结果表明新判据具有良好的内部故障灵敏度、抗电流互感器(current transformer,CT)饱和能力和相移制动能力,是基于软实时通信技术的差动保护的理想选择。     

变压器差动保护中电流互感器饱和的综合判据

针对电流互感器(TA)饱和对变压器差动保护造成的不利影响,总结分析了常用的谐波制动法、时差法和附加制动区法这3种TA饱和识别方法的优缺点,在时差法或附加制动区法作为主判据的基础上,以谐波制动法的判别结果作为必要条件提出了变压器差动保护中TA饱和的综合判据。该判据提高了TA饱和的识别率,且在TA饱和延时闭锁差动保护期间可以对变压器区内故障做出快速反应。作者还提出了在静模试验中校验TA饱和判据的新方法,可以不依赖于动态模型进行程序调试,最后通过动模试验验证了该判据的可行性。     

新型变压器零序差动保护方案设计

从保护方案设计和保护逻辑两方面详细论述了一种新型的变压器零序差动保护方案。方案设计中引入了外部故障异步区分、方向判据及二次谐波闭锁判据来可靠区分区内、区外故障,并介绍了差动电流、制动电流的选取。经试验证明该方案安全可靠,能够充分发挥零序差动保护对接地故障灵敏度高的优势。目前,该方案已实际应用于某变压器的保护装置中。     

T型线路电流差动保护研究

介绍了目前常见的几种基于故障分量的T型线路电流差动保护判据.并对各种判据的动作特性及制动特性进行了对比分析.在此基础上,研究分析了影响电流差动保护性能的制动量及制动系数的选取问题,通过对原有判据制动系数的改进,提出了一种改进的T型线路电流差动保护判据,并对改进前后判据的工作情况进行了大量的仿真试验.仿真结果表明,该判据具有良好的分相动作能力,并可根据外部故障和内部故障,自动调节制动系数,使得该判据在灵敏度、可靠性以及允许误差范围等方面均具有更好的性能,在发生电流互感器饱和、内部故障有穿越性电流流出等情况下也能正确动作.     

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.     

扇环型制动区差动保护算法

同步误差在差动保护中表现为相移,同步误差引起的安全性问题可以用差动保护的相移制动能力描述.本文首先分析了传统比率制动判据的相移制动能力,发现获取良好的相移制动能力必须牺牲算法的灵敏度.为了适应弱同步环境,本文提出了一种新的差动保护判据,新判据分别从幅值和相角两个方面独立形成制动约束,从而可以合并解决电流互感器和同步误差引起的不平衡电流问题.新判据的制动区在ρ平面上呈现扇环形状,扇环内径决定了判据的灵敏度,扇环展开角度决定了判据的相移制动能力.仿真结果证明同步误差达到3ms时新判据能可靠制动,同时还能兼顾算法的灵敏度和电流互感器饱和时的安全性.     

电流相位变化量纵联保护方案

电流纵联差动保护是理论上解决分布式发电配网保护问题的有效手段。限制差动保护在含分布式电源(DG)配网中应用的主要原因是配网通信自动化水平较低,采样值同步具有较大的同步误差,而电流差动保护相移制动能力较差,在高同步误差前提下保护安全性较低。针对中低压等级分布式发电配网,提出一种利用故障前后电流相位变化量比较的纵联保护方案,保护信息交换对同步条件要求较低,有很强的耐受同步误差能力。受益于中低压配电线路的高对地容抗参数,新方案具有良好的制动性能,能够满足分布式发电环境下保护选择性的需要。与传统纵联差动保护相比,最大的优势在于省去采样值同步环节,相移制动能力强,实用性好。同时还提出了适用于新方案的数据获取方法和保护启动策略,进一步系统化保护方案。仿真结果说明新方案具有良好的制动性能以及耐同步误差能力,解决分布式发电配网保护问题优势明显。