电流互感器严重饱和情况下继电保护动作特性分析

保护用电流互感器（CT）在特大电流下将严重饱和，二次侧输出电流发生畸变，继电保护装置采集的电流信号不能正确反映实际的短路电流，必然会影响保护的动作行为。本文用电磁暂态程序（EMTP）仿真计算了CT饱和时二次侧输出电流，根据保护装置的数据采集原理，详细分析了继电保护装置的动作情况，表明继电保护装置会出现拒动、失去选择性、动作时间延时等现象。     

电流互感器饱和后的二次侧电流有效值分析

当电流互感器在大短路电流故障情况下出现磁路饱和时,一次侧短路电流无法按照电流互感器变比正常转换为相应的二次侧电流值,这对基于电流有效值继电保护的动作可能会带来影响.在不考虑非周期分量情况下,通过分析铁芯的饱和特性、研究电流互感器饱和时二次侧电流的波形,可以得出二次侧电流有效值的计算公式,再通过与电流互感器未饱和时二次侧电流有效值进行比较,可以得出饱和电流有效值总大于不饱和电流有效值.对于过电流类有效值保护,如果铁芯不饱和时能正确动作,则在铁芯饱和后仍能正确动作.     

主变压器高压侧电流互感器抗短路电流性能验证

在试验数据的基础上,采用“二次极限电动势法”和RTDS数字仿真,对TA短路倍数超标的220 kV变电站1号主变高压侧电流互感器抗短路电流性能进行评估.通过RTDS数字仿真计算分析,在1号主变高压侧短路时,TA暂态误差远超过误差规定值10％.     

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.     

一起35kV电流互感器爆炸事故原因

运用高电压技术、继电保护、电路理论等综合知识,排除了因电流互感器(TA)一次电流串入二次绕组等因素造成的诸多假象,全面还原了多因素、多发展过程的TA爆炸事故完整面貌,提出了准确进行事故分析的多条可借鉴的方法和防范类似事故的具体措施;特别是提出了必须确保运行中的TA二次绕组排列顺序正确,否则TA短路时将导致故障电流持续时间大幅增加,可能衍生更严重的其他电力设备损坏和系统稳定破坏事故,对于线路TA等还会扩大停电范围。     

保护用电流互感器变比选择和稳态校验

当电流互感器的变比选择偏小,在通过的一次电流很大时,由于铁芯磁通饱和,造成其非线性传变,误差超过范围,稳态性能不满足要求,引起继电保护装置的动作行为产生偏差,电流互感器损坏.因此合理地选择电流互感器,是保证继电保护装置正确动作,电流互感器正常运行的关键.通过举例,提出了保护用电流互感器的变比选择及稳态性能校验要根据系统的最大短路电流、保护定值、二次回路的二次负载综合考虑的方法,避免稳态特性不满足要求、电流传变特性变差,造成保护拒动、电流互感器损坏的情况发生.     

电流互感器饱和对继电保护的影响及解决措施

电流互感器TA的特性是影响继电保护装置正确动作的重要因素。通过对TA工作特点和三相短路电流分析的介绍,详细分析了短路电流周期分量和非周期分量对TA饱和特性的影响。结果表明：短路电流中非周期分量对TA特性的影响远大于周期分量;对用于电流差动保护、零序过流保护装置的TA,应进行严格的励磁特性曲线试验,选用饱和倍数较大的电流互感器;还应当采用带制动特性的差动保护和适当提高零序过流保护的整定值,以躲过区外三相短路时由于各互感器励磁特性不一致产生的不平衡电流;并应当在微机差动保护装置中采用能躲过TA饱和的软件技术。     

电流互感器深度饱和时保护性能研究及参数选择

随着电力系统短路容量的增加,经常出现主设备的容量远小于系统短路容量的情况,其保护用电流互感器的参数选择成为困扰继电保护工作者的突出问题.若电流互感器按照主设备额定容量来选择,则会造成内部出口故障时电流互感器严重饱和,需要对此时的保护性能进行详细分析.文中通过实验和理论分析的方法研究了内部故障电流互感器深度饱和时的继电保护性能,根据实验结果从电流互感器参数、二次回路情况和继电保护装置性能等多个角度,详细分析了影响继电保护动作行为的种种因素.提出了为确保继电保护可靠动作,保护装置对电流互感器的基本要求,只要满足这些基本要求,则可按照主设备容量来选择保护用电流互感器.     

电流互感器暂态仿真研究

在分析继电保护和综合自动化系统用的电流互感器铁心电磁特性的基础上，利用一个微小时间段上电流互感器励磁电流的变化量，建立了计及铁心非线性、局部磁滞及原始利用影响的电流互感器暂态仿真模型。开发了仿真计算程序，并利用该程序计算了电流互感器在电力系统三相短路故障时某相短路电流包含最大非周期分量情况下的暂态响应过程。仿真结果说明所作的电流互感器的暂态仿真能够准确地模拟电流互感器在暂态过程中的真实状况。     

采用电流变化率判断短路电流的新型限流熔断器

本文阐述了开发一种新型电力熔断器的必要性,并介绍了其组成结构及应用范围,着重分析了短路电流的特点,并根据短路电流变化率具有在短路瞬间即可报告短路发生的特点,设计了新型的大电流高电压限流熔断器,这种简易可行的继电保护方法对其他二次保护具有重要意义。     

基于波形非正弦度分形估计的励磁涌流识别方法

电力变压器作为输变电关键主设备,在电力系统中占有极其重要的地位,纵差保护是变压器的主保护之一,正确识别变压器励磁涌流和内部短路故障是变压器保护的关键问题。提出了一种基于波形非正弦度分形估计的励磁涌流识别方法,应用网格分形技术计算差流波形的非正弦度,利用励磁涌流波形非正弦度增大的特点,鉴别励磁涌流和故障电流。仿真结果表明,该方案能很好满足继电保护要求的有效性和可靠性。     

高灵敏度电气设备断相保护

提出了一种用集成电路构成的新型电气设备断相保护,当电力系统中的各种主设备,断路器以及电动机等发生相断相故障时,能动作发出信号,必要时亦可协作跳闸,保护装置由三个高灵敏度的电流元件和相应的逻辑回路组成,接线简单,工作可靠,对防止电气设备由于一相或两相接通而引起的烧毁事故具有重要作用。     

不同故障下特高压换流变压器差动保护动作特性分析

换流变压器作为高压直流输电系统中重要的电气设备,其继电保护对保障系统安全运行有着非常重要的作用。目前,变压器大多采用基于二次谐波制动的差动保护闭锁方案。特高压直流输电系统中换流器的非线性导致换流变压器和普通电力变压器差动保护存在差异。通过构建相应的短路电流流通路径,研究了换流变压器差动电流在区内单相接地短路故障、区内相间短路故障以及整流侧阀短路故障情况下的特点。研究结果表明,换流变发生区外故障时差动保护不会误动,但换流变发生区内故障时差动保护可能拒动。     

限流器在大容量变压器低压侧的研究和应用

为提高大容量变压器低压侧的快速短路保护能力,将具有超高速开断和超强短路开断能力的新型DDXK1型大电流限流开断器(限流器)和通用真空断路器相串联,用作大容量变压器低压侧的短路保护,结合实际案例制定运行维护导则,完成大容量变压器低压侧快速短路保护成套装置典型示范工程的设计、安装及投运,为在电力系统推广应用该项先进技术提供经验。     

220 kV变压器中性点接地方式改造后相关设备的安全校核分析

为限制方山电厂近区发生非对称故障时500 kV泸州变电站220 kV系统短路电流,需对电厂主变压器中性点接地方式进行改造,将电厂2台主变压器中性点分别通过接地小电抗器和1套隔直装置接地。文中通过仿真模拟电厂近区不同接地故障,电厂2台主变压器采用不同接地方式,分别得出主变压器中性点、接地小电抗器、隔直装置等设备的暂态电压和短路电流,验证电厂2台主变压器接地中性点分别通过接地小电抗器和1套隔直装置接地时,相关设备不会出现电压、电流超限而威胁设备的安全。同时,对线路、发电机、主变压器相关保护的影响进行了分析,对是否引发谐振进行了评估。     

The effect of DC offset on current-operated relays

When a fault occurs on a power system, one or more phases will experience DC offset. This DC component, which will decay dependent on the L/R time constant of the system, can produce saturation in the current transformers, as well as the input current transformers of the protective relays sensing the fault. In addition, when the fault current is interrupted, the resulting DC tail can maintain the current above the relay's pickup setting for a time dependent on the current transformer secondary circuit L/R time constant. This paper discusses this phenomenon and how it can affect the operation of two types of current-operated relays     

Applying CTs with digital ground relays

Industrial power distribution system substation transformers and generator step-up transformers in power stations often use resistance-grounded wye secondary windings for medium-voltage power distribution. The purpose of this is to limit damage due to ground-fault currents, while providing sufficient fault current for the operation of ground-fault relaying. The relaying used to protect against ground faults in the system may not provide sufficient protection of the transformer winding against internal faults because the backup ground overcurrent relay in the transformer neutral-to-ground connection must be set to coordinate with downstream relays. In order to protect the winding itself, special relays are utilized. Ground differential protection can be provided by digital overcurrent relays in conjunction with auxiliary ratio matching transformers. Ground differential protection can also be provided in multifunction digital relays. Transformer protection relays may include this feature with one of the schemes used with component relays. If a feeder-protection relay is used on the secondary, in some cases, this may have a ground-directional feature that can be utilized for ground-differential protection     

小电流接地系统单相接地故障选线测距和定位的新技术

按照小电流接地系统单相接地故障的特点，本文提出了通过检测注入信号的路径和特征来实验现选线，测距和定位的“Ｓ注入法”选线，测距和定位新原理，导出了有关的公式和算法，研制了相应的装置，并已在较大范围内推广应用。     

空心线圈作为保护用电流互感器的理论分析和试验

开发新型电子式互感器是电力系统自动化和数字化的一个发展方向，文中论述了空心线圈用做电流互感器的工作原理及与传统互感器的不同之处，根据保护的要求，重点分析了频响工作特性，并针对具体对象研制了样机。样机试验结果为：对保护，在2 kHz频宽、20倍额定电流范围内，误差小于1%；对测量，可达0.2级。理论分析和试验结果证明空心线圈电流互感器以其线性好、频带宽、无饱和、体积小等优点能完全满足电力系统保护和测量的需要，而且特别适用于微机化保护装置和电子式测量仪器。     

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。