基于小波变换的电流互感器饱和实时检测新判据

目前微机母线保护最常用的方法是电流瞬时值差动保护。这种方法受电流互感器（TA）饱和的影响而容易误动作。一种解决的方法是当TA饱和时闭锁母差保护。但该方法当故障由区外转为区内时保护会拒动。文中利用小波变换能检测信号奇异性的原理,提出了一种实时检测TA饱和区和线形区的一种新方法。在故障开始后对TA二次电流实时进行多尺度小波变换,由于TA二次电流波形在故障发生时刻、进入饱和时刻和出饱和时刻都有奇异性,分别对应小波模极大值,可根据小波模极大值的不同特征判断对应时刻的是进饱和点还是出饱和点,从而实现TA饱和区闭锁、线形区开放的母差保护。     

基于数学形态梯度的变压器转换性故障识别新判据

转换性故障的准确识别是变压器差动保护亟待解决的难题之一。该文利用TA饱和的变化特征对变压器转换性故障进行识别。当TA饱和后,在一次电流过零点附近总会存在一定的线性传变区,在区外故障期间表现为差流波形中含有间断,而区内故障时不存在间断。通过对相邻2个极值点之间的差流波形进行形态梯度处理,将形态梯度处理后的波形进行3等分,根据3段波形面积的相对大小来判断差流波形中是否存在间断,从而实现对变压器转换性故障的正确识别。仿真结果表明,该方法能在TA饱和情况下正确识别变压器区内、外故障,并对变压器发生转换性故障(区外转区内)做出正确判断。     

基于小波包变换的母差保护

TA饱和时,母线大差电流波形发生严重畸变,传统全电流比较原理母线差动保护很难判定区内或区外故障。基于小波包变换原理提出一种母线差动保护新方法。该方法应用小波包对大差电流进行变换,提取高频小波包系数来判定区内或区外故障。大量的仿真结果表明,该母线差动保护方案准确可靠。     

基于频数分布的防止变压器差动保护误动的新方法

为有效防止变压器区外故障因CT饱和引起的差动保护误动,提出了一种基于频数分布的检测CT饱和的新方法。该方法截取从故障发生到差流达到第一个极值之间的部分差流波形并经适当变换,利用频数分布直方图进行电流波形处理。根据频数分布特征,能够实现CT严重饱和、一般饱和、轻度饱和情况下变压器区内外故障的准确检测。该方法只需定位故障发生时刻,而不需定位差流出现时刻,算法简单,快速可靠。经大量仿真实验验证了新方法的可靠性和准确性。     

基于小波包谱能量的母线差动保护

母线区外故障时,TA可能发生饱和,电流采样波形发生严重畸变,饱和的TA不能提供电流来平衡其他TA提供的电流而出现差动电流,微机母线保护装置有可能不正确判断故障位置。基于差电流在TA饱和时的特点提出了一种新型母线差动保护。该方案应用小波包对故障暂态分量差电流和故障暂态分量和电流进行变换,根据暂态信号中的几个特定频段的谱能量的平方和来实现区内、外故障的判定。大量的仿真结果表明,在不同故障时刻该方案能够正确地区分故障区间,提高了母差保护的灵敏度和可靠性,具有很强的实用价值。     

基于数学形态学的电流互感器饱和识别判据

利用数学形态学滤波器结合传统的时差法，实现了一种适用于差动保护的电流互感器饱和闭锁方案。由于数学形态学滤波器具有极佳的奇异点识别能力和噪声抑制能力，使得故障的发生和产生差流浪涌之间的时间差能通过多分辨率形态梯度进行实时、高精度的提取。因此，在TA饱和的情况下，通过合理设定该时问差的门槛值，外部故障和任何内部故障均可做到明显的区分。RTDS仿真结果表明，该方案可有效地防止因大穿越电流引起的电流互感器饱和而造成的差动保护误动，同时可保证对于内部故障的快速反应。     

基于电流极性比较的抗电流互感器饱和新方法

提出了一种适用于输电线路差动保护抗电流互感器（TA）饱和的新方法———电流极性比较法。该方法通过将输电线路二次电流和差流相应的瞬时值相乘再积分的方法来比较两电流的极性关系,以此区分内部故障和外部故障时的TA饱和。EMTP仿真计算表明,在输电线路外部故障且TA发生饱和时,电流极性比较法能够可靠地闭锁差动保护;而在内部故障尤其是外部转内部故障且发生TA饱和时,也能使保护快速开放。     

牵引变压器差动保护误动原因分析及解决方案

通过对一次牵引变压器的差动保护误动作情况进行分析,判断为保护装置内部电流互感器(TA)暂态饱和引起,对该类型TA的测试也证实推断的正确。减少和避免TA饱和对保护影响的方法有多种。外部故障时,对各分相采用差流变化量与制动电流变化量的异步出现特性可识别TA暂态饱和。基于该次牵引变压器差动保护外部TA接线的情况,异步法在该次故障识别中失效;采用三相制动电流变化量之和与差动电流变化量之和进行判别,可以判断外部故障的TA饱和,从而暂时闭锁保护,并通过仿真验证了该判据的合理性。     

基于差动电流与制动电流比值的抗电流互感器饱和新方法

根据差动电流与制动电流的比值在内部故障和外部故障电流互感器(TA)饱和时的不同变化特征,提出了一种区分内部故障和外部故障TA饱和的新方法--比率制动系数法.同时,为解决内部故障TA也发生饱和时差动保护的开放问题,在比率制动系数判据的基础上又增加了差动电流极性判据.EMTP仿真计算表明,该方法不仅能明确区分内部故障和外部故障TA饱和,而且在内部故障TA也发生饱和以及在转换性故障时,差动保护也能够快速开放.比率制动系数法特征清晰,原理简单,具有良好的应用前景.     

利用小波原理检测电流互感器饱和新方法

防止电力系统母线发生区外短路故障时,由于电流互感器（TA）饱和造成的电流瞬时值差动母线保护误动作,一直是母线保护中的一个重要课题。文中根据母线发生短路故障时,电流互感器饱和具有滞后的特点,提出了一种应用小波变换原理撮故障电压暂态特性,准确检测故障发生时刻,并根据时差法的基本原理来确定TA是否饱和的新方法。仿真结果证明了所提方法的有效性。     

基于虚拟阻抗模型的电流互感器饱和判据

提出一种虚拟阻抗模型的电流互感器饱和判别方法,它可以有效地识别区内外故障因电流互感器(TA)饱和对差动保护的影响。在电力系统的线路、母线、主设备等一些差动保护中,区外故障时,在大的短路电流作用下TA饱和容易造成保护误动。基于RL模型的短数据窗算法可以测得保护安装点的二次等效系统阻抗,它可以等效到在系统故障增量模型中虚拟一条阻抗支路。区内外故障TA饱和时,该支路虚拟阻抗会发生明显的变化。分析该阻抗在TA饱和与否情况下的变化规律,利用这种变化规律可以可靠、灵敏地判别出区内外故障TA饱和,是否闭锁差动保护,提高差动保护的可靠性。     

差流动态追忆法的研究

母线保护中存在母线经高阻接地故障易导致差流特性不明显和母线区外故障易造成电流互感器严重饱和的现象。针对此在SGB750数字式母线保护装置中采用了突变差量电流快速启动及常规差电流慢速积分启动的双启动原理来区分检查各种特性的差流;采用差流动态追忆法抗区外故障电流互感器饱和,通过提取差流的突变量值和对饱和拐点进行分析以区分区内外故障。大量的动态模拟试验证明,这2个原理能抓住故障电流互感器传变特性,快速有效地判断出系统所发生的故障类型,判据准确可靠。     

基于改进EMD与改进灰色相关度的防止变压器差动保护误动的新方法

为了有效防止变压器区外故障电流互感器(CT)饱和引起的差动保护误动以及区内故障CT饱和引起保护拒动,提出了一种基于改进经验模态分解(EMD)和改进灰色相关度的防止变压器差动保护误动的新方法。该方法主要利用了区内、区外故障时差流波形存在差异这一特点,只需定位故障发生时刻与第一个差流极值点出现时刻,将两时刻之间的差流波形进行关于坐标原点的对称变换,得到新的差流波形。之后将新的差流波形与正弦“小波”信号叠加得到合成波形,对合成波形进行改进EMD获得其第一个本征模态函数(IMF1),然后求取合成波形与其IMF1的改进灰色相关度。由于该方法仅需提取故障发生时刻与第一个差流极值点出现时刻的差流波形,且区内、外故障时的改进灰色相关度数值相差甚远,因此该方法能够保证快速、准确地对变压器区内、外故障做出识别,从而保证区外故障CT达饱和时保护不误动;区内故障时CT达饱和时,保护不拒动。PSCAD及Matlab仿真实验验证了该方法的可行性和有效性。     

应用电子式电流互感器的变压器差动保护研究

电磁式电流互感器在电力系统故障情况下可能发生饱和，常导致继电保护装置误动或拒动。利用电子式电流互感器无饱和的特点，在动模试验环境下，研究了应用电子式电流互感器的变压器差动保护性能，指出电子式电流互感器采用空心线圈，没有饱和现象，可正确反映故障情况下各次谐波含量，提高变压器保护区外故障时动作的安全性、区内故障时动作的可靠性以及基于谐波制动原理的差动保护动作速度。结合实际应用中的问题，指出GPS硬件时钟同步法是解决数据同步采样问题的优选方案，并对应用电子式互感器的差动保护新原理的研究进行了简要探讨。     

应用电子式电流互感器的变压器差动保护研究

电磁式电流互感器在电力系统故障情况下可能发生饱和，常导致继电保护装置误动或拒动。利用电子式电流互感器无饱和的特点，在动模试验环境下，研究了应用电子式电流互感器的变压器差动保护性能，指出电子式电流互感器采用空心线圈，没有饱和现象，可正确反映故障情况下各次谐波含量，提高变压器保护区外故障时动作的安全性、区内故障时动作的可靠性以及基于谐波制动原理的差动保护动作速度。结合实际应用中的问题，指出GPS硬件时钟同步法是解决数据同步采样问题的优选方案，并对应用电子式互感器的差动保护新原理的研究进行了简要探讨。     

基于暂态拟合制动特性的发电机差动保护算法

从电流互感器饱和励磁电流和发电机差动保护工作点随时间变化特点分析入手,提出了一种基于暂态拟合制动特性原理的差动保护算法。算法通过拟合电流互感器饱和时差动不平衡电流随时间变化规律得到制动曲线斜率K随时间变化曲线,给出了初始K值曲线表达式及初始K值曲线的调整方法。该制动特性既反映了电流互感器饱和暂态过程引起的差动不平衡电流随时间变化的规律,又兼顾电流互感器正常传变时的稳态误差,使得保护动作门槛值在区外故障电流互感器饱和暂态过程中能够包络差动不平衡电流,增加了保护的可靠性。同时电流互感器正常线性传变时间段K值曲线的值可低于传统比率制动差动保护制动曲线斜率值,保护更加灵敏。理论分析和仿真结果表明,算法比传统比率制动差动保护有更好的区外故障抗电流互感器饱和能力和区内故障的灵敏性。     

变压器差动保护的P级电流互感器“同型”匹配方法

为有效防止变压器区外故障时因各侧电流互感器饱和程度不一致引起的差动保护误动,基于电路、磁路分析,以变压器发生区外故障时各侧电流互感器同时进入饱和为原则,提出变压器差动保护中各侧P级电流互感器的"同型"匹配方案。该"同型"匹配方案可消除由变压器各侧电流互感器饱和程度不一致引起的不平衡电流,防止变压器发生区外故障时因电流互感器饱和引起的误动。利用所提方案得到了影响电流互感器"同型匹配"的因素。利用PSCAD/EMTDC进行了大量的仿真分析,验证了所提"同型"匹配方案的有效性。基于研究结果给出了变压器差动保护用电流互感器的选型建议。     

Internal fault fast identification criterion based on superimposed component comparison for power transformer

Due to the interference of false differential current caused by the saturation of the iron core, the differential protection for the power transformer may suffer mal-operation and long response time. According to the investigation for the characteristic of transformer core, there should be a time interval between the sudden change of phase voltage and the emergence of differential current. And it can be utilized to distinguish between the external and the internal faults. A new time-interval based criterion for transformer differential protections is proposed, aiming at identifying transformer fault type by virtue of highly accurate time interval. Furthermore, a novel filter algorithm is proposed to determine the time interval for its excellent singularity detecting and effective noise-repressing ability as well as high-speed response. The EMTDC-based simulation, which covers various fault situations, is analyzed, of which the results confirm that the criterion can effectively prevent the differential protection from mal-operations and meanwhile guarantee the high-speed response to the internal fault.     

小矢量算法在发电机继电保护中的应用分析

提出一种基于小矢量算法的发电机差动保护新方案。发电机发生故障后的暂态电流中包含各种谐波分量,由于小矢量算法对谐波电流具有一定的放大作用,当两侧电流谐波含量区别较大时,将有利于保护动作。裂相横差保护和不完全差动保护由不同分支组成,两侧电流受故障影响程度也不同,电流谐波含量就有区别,因此可以采用小矢量算法提高保护性能。大型发电机内部故障产生的巨大短路电流可能引起其电流互感器饱和,从而影响保护的动作性能,而基于小矢量算法的差动保护方案具有较强的抗电流互感器饱和的能力。     

输电线路复合差动保护方案

结合相量差动保护和采样值差动保护的性能特点,提出了输电线路复合差动保护方案。该方案依靠采样值差动原理在1个工频周期内可靠切除大多数较严重的故障,通过相量差动保护原理对轻微内部故障作出反应,同时引入制动电流判据,在严重外部故障时自适应增加200ms延时来克服电流互感器(TA)饱和对相量差动的影响。该方案无需配置复杂的TA饱和检测元件,保护判据成熟可靠。仿真结果表明,该方案的可靠性、灵敏性以及抗TA饱和性能均优于单一原理的差动保护。