新型换流变压器保护方案设计

要实现新型换流变压器的产业化,制定与新型换流变压器配套的保护方案是重要的前提.文中对基于变压器模型的变压器保护原理进行研究,并将该保护原理的思路运用于新型换流变压器保护方案设计中,而且对动作特性方程进行梯形积分来构成保护判据.仿真结果验证了该保护方案可快速可靠地识别新型换流变压器正常运行状态和内部故障状态,并能有效地减少差分代替微分的误差,可以用作新型换流变压器微机主保护.     

FCC-HVDC换流变压器三相差动保护仿真研究

根据FCC-HVDC系统中换流变压器绕组的具体接线形式,利用其数学模型推导三相保护的动作方程及差动电流表达式.用Matlab/Simulink建立变压器的三相保护模型,仿真结果验证了二次谐波制动原理在换流变压器内部故障时存在延时动作的可能.据此根据磁通特性原理鉴别法,从动作方程出发进行仿真分析,验证了该方法可以有效地区分换流变压器励磁涌流和故障电流.     

基于等值回路方程的变压器保护判据的研究

现有的基于变压器等值回路方程的保护原理不受励磁涌流的影响,但动作方程的选取及保护判据的整定尚未得到合理的解决.基于等值回路方程,利用一、二次绕组参数与短路参数的关系,推导出单相及三相双绕组、三绕组变压器的动作方程,提出以正序电流作为制动量的保护判据.与传统的设定单一门槛值的保护判据相比,该判据通过寻求动作量与制动量之间的关系,制定出动作曲线,提高了保护的灵敏性和可靠性.动模试验结果表明,该判据不受涌流的影响,在内部故障后一个半周期快速动作.     

FCC-HVDC换流变压器三相差动保护仿真研究

根据FCC-HVDC系统中换流变压器绕组的具体接线形式,利用其数学模型推导三相保护的动作方程及差动电流表达式。用Matlab/Simulink建立变压器的三相保护模型,仿真结果验证了二次谐波制动原理在换流变压器内部故障时存在延时动作的可能。据此根据磁通特性原理鉴别法,从动作方程出发进行仿真分析,验证了该方法可以有效地区分换流变压器励磁涌流和故障电流。     

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。     

基于磁通特性的改进型变压器保护方案研究

首先简要地阐述了近年来利用变压器的磁通特性鉴别励磁涌流的两种具有代表性的方法,在此基础上,提出了基于磁通特性的改进型变压器保护方案,阐述了该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,并针对该保护方案中的几个问题进行了探讨,该方案不依赖二次谐波制动原理和间断角闭锁原理,避开了变压器难以得到的内部参数,具有数据采集方便、计算量小、动作迅速等特点.最后对此方案进行了试验,并给出了该保护方案的应用框图.     

基于添加法的新型变压器纵向不对称故障计算

新型换流变压器纵向不对称故障计算是其配套继电保护与自动装置设计的基础.基于新型换流变压器正常数学模型和添加法建立网络方程的原理,结合新型换流变压器的有向图,根据新型换流变压器纵向不对称故障的类型,通过修改故障支路对原网络方程贡献的方法来计算新型换流变压器各种纵向不对称故障.实际算例验证了该计算方法的正确性,该算法对于解决各种复杂多绕组变压器纵向不对称故障计算问题具有普遍意义.     

新型换流变压器断线故障计算

新型换流变压器断线故障计算是其配套继电保护与自动装置设计的基础.基于新型换流变压器正常数学模型和稀疏列表法建立网络方程的原理,结合新型换流变压器的有向图,根据新型换流变压器断线故障的类型,通过修改相应故障支路对原网络方程贡献的方法来计算新型换流变压器各种断线故障.实际算例验证了本文设计的新型换流变压器断线故障计算方法的...     

基于磁通特性的改进型变压器保护方案研究

首先简要地阐述了近年来利用变压器的磁通特性鉴别励磁涌流的两种具有代表性的方法 ,在此基础上 ,提出了基于磁通特性的改进型变压器保护方案 ,阐述了该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 ,并针对该保护方案中的几个问题进行了探讨 ,该方案不依赖二次谐波制动原理和间断角闭锁原理 ,避开了变压器难以得到的内部参数 ,具有数据采集方便、计算量小、动作迅速等特点。最后对此方案进行了试验 ,并给出了该保护方案的应用框图。     

新型换流变压器差动保护原理

要实现新型换流变压器的产业化,制定与新型换流变压器配套的保护方案是重要的前提之一.文中对新型换流变压器的差动保护原理进行了研究.在分析新型换流变压器绕组特殊接线方案和三绕组之间特定匝数比关系的基础上,得出了相应的新型换流变压器两侧电流的变换关系,并据此提出2种差动保护接线方案.针对新型换流变压器正常运行和内外部故障等各...     

基于电子式互感器的变压器励磁涌流识别方法

随着电子式互感器研究的日趋成熟及智能变电站的快速推进,智能变电站已广泛采用电子式互感器获取电流及电压信号。传统的变压器保护采用励磁涌流中的二次谐波含量区分励磁涌流和故障电流,从而对差动保护进行闭锁。但在空投或故障切除后恢复供电时,变压器内部发生轻微匝间故障,受非故障相励磁涌流的影响,差动保护可能延迟动作甚至拒动。针对上述原理的缺陷,提出了二次谐波“或”闭锁原理加故障开放的励磁涌流识别方法。试验结果表明,改进方案能明显提高变压器内部故障时差动保护的动作速度。     

整流变压器纵差保护二次侧电流最佳补偿方程及整定特征

为弥补当前国内外大容量整流变压器只有过流保护而无纵差保护的缺失,论述了建立整流变压器纵差保护的关键内容。首先,提出并论证了整流变压器纵差保护阀侧电流互感器二次侧电流采样值的特殊处理方法,以及网阀两侧进入纵差保护CPU参与差动电流、制动电流计算的三相电流有效值应当采用何值,即论证其最佳补偿(或称转角)方程,它与常规电力变压器、换流变压器、电炉变压器等的补偿方程都不相同。然后,提出并论证了整流变压器阀侧两相短路时网侧电流相位及模值的独特计算方法。分析了两相短路及单相接地短路时整流变压器纵差保护的动作特性。整流变压器纵差保护整定计算特征能使整流变压器区内短路时动作灵敏度显著提高,并且使纵差保护的动作范围显著扩大,能保护整流桥的阀短路及直流输出端的短路故障。     

多绕组电力变压器内部短路稳态分析:（一）建模与仿真

电力变压器线圈之间的耦合特性使其内部短路故障的外部特性具有复杂性.为了正确设计和整定变压器内部故障的继电保护方案,必须逐个地针对每种变压器内部短路故障分布情况找到外部故障特征.文中提出了一种分析电力变压器内部短路故障的电路模型和分析方法,并以一台双绕组变压器为例,对线圈内部对地短路、匝间短路、相间短路分别进行了仿真计算,给出了外特性随故障类型和故障位置变化的规律.     

特高压变压器的阻抗快速后备保护

研究了由三个单相变压器组成的特高压三相变压器组的后备保护,提出了用阻抗纵联保护作为特高压大容量变压器相间短路的快速后备保护的方案。分析了采用超范围允许式和超范围闭锁式阻抗纵联保护方案的可行性和优越性。说明了阻抗保护受励磁涌流影响小的原理,并用数字仿真证明了此论断的正确性。建立了特高压变压器的仿真模型,仿真结果证明在变压器空投和外部故障切除时产生的励磁涌流不会使阻抗保护误动,而在变压器出口相间短路时能够快速切除故障。采用所提出的保护方案可提高特高压变压器保护的可靠性。     

变压器自适应相间后备保护

降压变压器高压侧过流保护对低压侧区内故障不能保证灵敏度,无法满足作为变压器内部相间短路近后备保护的要求;同样低压侧过流保护在相邻线路末端相间短路时也存在灵敏度不足问题,不能满足作为相邻元件远后备保护的要求。在分析自适应保护特点和变压器后备保护配置的基础上,提出了变压器自适应过流保护方案,它在故障时在线识别系统运行方式和故障类型,实时自动地计算变压器后备保护的整定值,在保证正常工作时不会误动的前提下,又确保了变压器区内、区外故障时作为近后备、远后备保护的灵敏度。文中通过算例证明了该自适应后备保护方案的优越性和可行性。     

微机型变压器保护研究

对微机型变压器保护的现状进行了论述．分析了其动作正确率偏低的原因。结合中低压变压器保护的一些具体情况,提出了适用于110kV以下电压等级的新型变压器保护设计方案．并较详细地介绍了保护的原理、硬件和算法等。采用国内外比较成熟的保护原理以及改进的半波算法,两绕组和三绕组变压器的比率差动分别采用电流向量差制动和最大差值制动方式．提高了保护的灵敏度和快速性。详细介绍了由80C188微处理器和数字信号处理器（DSP）芯片构成的高性能硬件平台,其较高的采样频率和强大的计算功能使保护的动作时间大大降低．可以提高变压器保护的可靠性和速动性．     

多分支移相变压器差动保护技术研究及应用

分析了传统移相变压器保护方案的缺点,对移相变压器的工作原理进行了详细研究,推导了适用于各种移相变压器的电流变换关系,并提出了一种采用全角度移相、数字化采样等技术的移相变压器差动保护方案。所提差动保护方案解决了传统多分支移相变压器无法配置差动保护的问题,使得保护性能得到了极大提升,并可适用于不同类型的移相变压器。通过RTDS数模仿真实验,对所提方案的差动保护功能进行了实验验证。目前,基于该方案的差动保护装置已于2017年3月投运并稳定运行至今。     

基于回路平衡方程和励磁电感的特高压变压器保护

谐波制动原理的变压器差动保护受谐波影响大,动作时间过长,难以满足特高压变压器保护的需求,针对此问题,提出了基于T型等效电路的特高压变压器保护方案。建立变压器T型等效电路模型,该模型不受变压器运行状态的影响,其参数能够唯一确定,并提出基于变压器等值回路平衡方程判据和等效励磁电感判据的保护方案。使用Matlab仿真工具,依据中国第一条特高压输电线路的系统参数搭建了特高压输电模型,分别仿真了特高压变压器空载投入、区外故障、区内故障和正常运行的各种工况,验证了所提出的保护方案在特高压输电系统中运用的可行性。该保护方案不受励磁涌流的影响、动作速度快、灵敏度高。     

三相五芯柱变压器内部故障仿真模型研究

传统的电力变压器内部故障模型都是基于绕组的分析方法,忽略漏磁通、变压器铁芯涡流效应,且考虑铁芯非线性较少。为能进一步准确地描述变压器内部故障的暂态过程,并深入了解变压器内部故障机理,基于结构为三相五芯柱变压器模型,采用磁路分析方法建立了计及涡流效应、漏磁通及铁芯非线性等因素的三相五芯柱变压器内部故障仿真模型。模型从三相五芯柱变压器磁路出发,建立了磁链方程、电压方程,并根据铁芯和铁轭的磁通和电流关系及磁路关系列出磁导计算方程;给出了仿真模型的参数确定方法,其中参数确定与变压器的结构紧密相关。为了验证仿真模型的有效性,用该模型仿真了故障后较长时间进入稳态的情况,其结果与稳态的电路方法电流有效值计算结果相一致。仿真结果的暂态趋势与试验结果基本一致,从而验证了该模型的有效性。     

基于绕组不平衡参数回路方程的变压器保护原理

现有的基于变压器模型的保护原理摆脱了励磁涌流的影响,但没有考虑绕组参数的不平衡,所引起的误差可能会使保护误动。从变压器回路方程出发,利用△侧绕组内的不平衡电流来联系三相回路方程,推导得到变压器正常运行时的绕组不平衡参数回路方程等式。该等式考虑了△侧不平衡三相绕组中,任意一相绕组对原副边其他两相绕组的影响。根据变压器内部发生故障时绕组参数发生变化、正常运行时的回路方程等式不再成立这一特征,构成了基于绕组不平衡参数回路方程的变压器保护原理,并提出了保护判据。实验结果表明,所提出的保护原理能够快速可靠地识别变压器内部故障,且不受励磁涌流的影响。