变压器励磁涌流对差动保护的影响及解决方法的探讨

变压器励磁涌流会对差动保护产生影响,造成保护装置误动作.这就需要分析励磁涌流产生的机理,研究励磁涌流对变压器差动保护的影响,对变压器励磁涌流的抑制及励磁涌流与变压器内部故障电流判别的方法进行探讨.     

依据变压器励磁涌流间断角原理的差动保护

当变压器铁芯发生严重饱和时,形成励磁涌流中的波形间断。在变压器保护区外故障的暂态过程中,由于各侧电流互感器饱和程度不同产生的差电流波形也是间断的。因此,可以利用间断角作为躲过励磁涌流和防止区外故障误动的闭锁角。JCD型差动保护中的差动元件就是利用判断间断角大小的原理构成的。     

变压器保护新原理

变压器通常采用纵差动保护作为主保护,纵差动保护会受到励磁涌流的影响而误动作.目前已有很多识别励磁涌流的方法,但都有其局限性,不能绝对可靠地区分励磁涌流和空投于故障变压器的短路电流.该文提出了一种不受空投时励磁涌流影响的变压器差动保护原理,并用阻抗原理反应空投于内部故障.这种保护配置在内部故障时有很高的灵敏度,在外部故障时又有很强的制动作用,不反映空投时的励磁涌流,却能反映变压器空载合闸时有故障的情况,解决了变压器差动保护的难题.     

并联电容器对变压器差动保护的影响

对变压器低压侧区内故障差动保护动作较慢的情况做了详细分析,指出其原因为并联电容器中的串联电抗器引起故障时刻并联电容器发生振荡放电,导致变压器励磁涌流判据闭锁差动保护。并分析了并联电容器振荡放电频率与电容器选型的关系,其产生的谐波分量对变压器励磁涌流判据的影响。通过EMTDC进行了仿真研究,提出了对变压器差动保护的励磁涌流判据的建议。     

基于感应电压比的大型变压器继电保护

在电力变压器保护过程中,励磁涌流可能导致大型变压器差动继电保护误动作,为了解决此问题,从变压器电磁特性出发,以电流和电压两个暂态变量为基础,提出了利用主侧和二次侧绕组的感应电压比来实现变压器继电保护的方法.整个大型变压器保护系统以DSP为内核,采样信号经DSP判断处理后经过光电隔离输出给保护设备,后台软件控制保护设备动作,从而实现对大型变压器的保护.新判据能够快速可靠地判别变压器内部故障电流和励磁涌流;出口动作具有较高的可靠性和时效性.     

变压器保护新原理

变压器通常采用纵差动保护作为主保护,纵差动保护会受到励磁涌流的影响而误动作。目前已有很多识别励磁涌流的方法,但都有其局限性,不能绝对可靠地区分励磁涌流和空投于故障变压器的短路电流。该文提出了一种不受空投时励磁涌流影响的变压器差动保护原理,并用阻抗原理反应空投于内部故障。这种保护配置在内部故障时有很高的灵敏度,在外部故障时又有很强的制动作用,不反映空投时的励磁涌流,却能反映变压器空载合闸时有故障的情况,解决了变压器差动保护的难题。     

基于感应电压比的大型变压器继电保护

在电力变压器保护过程中,励磁涌流可能导致大型变压器差动继电保护误动作,为了解决此问题,从变压器电磁特性出发,以电流和电压两个暂态变量为基础,提出了利用主侧和二次侧绕组的感应电压比来实现变压器继电保护的方法。整个大型变压器保护系统以DSP为内核,采样信号经DSP判断处理后经过光电隔离输出给保护设备,后台软件控制保护设备动作,从而实现对大型变压器的保护。新判据能够快速可靠地判别变压器内部故障电流和励磁涌流;出口动作具有较高的可靠性和时效性。     

变压器和应涌流分析

以2台单相变压器并联运行为例,利用励磁涌流偏向时间轴一侧的特点,解释了和应涌流的产生机理及其变化特点,指出和应涌流产生的本质原因是由于合闸变压器励磁涌流流过系统电阻使得其他变压器工作母线电压偏移,导致铁芯饱和造成的。初步分析了系统电阻、线路阻抗、空投变压器不同剩磁以及运行变压器二次侧负载对和应涌流的影响,讨论了和应涌流对变压器差动保护和后备保护的危害,其非周期分量长期作用引起的电流互感器局部暂态饱和以及差流中二次谐波含量降低是造成差动保护误动的主要原因。提出了相应的防范措施:在条件允许的情况下将电流互感器从P级更换为TP级以防止其暂态饱和;在满足灵敏度要求的前提下适当提高发电机及变压器差动保护的定值;尽量避免可能产生和应涌流的运行操作;正确整定变压器电流距离保护的各段定值;利用二次谐波分量构成零序二次谐波制动判据防止差动保护误动;寻求更可靠的主保护原理或完善纵差保护原理。     

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。     

基于平方根滤波法参数辨识的变压器保护新方法

针对无功补偿用的并联电容以及超高压长输电线分布电容的存在,容易引起二次谐波判据制动的变压器差动保护误动,提出了一种基于平方根滤波法参数辨识的保护方法。参数辨识法依据变压器在内部故障时其结构及某些参数会改变,而励磁涌流及外部故障时不变的原理,利用变压器绕组的漏感值是否发生变化作为区分变压器内、外部故障与涌流的判据。和应涌流与励磁涌流的本质相同,只是变压器铁心发生了饱和,其内部结构及漏感等参数并不改变。大量仿真实验验证该方法的可行性和有效性,当励磁涌流、和应涌流与区外故障时能够可靠闭锁差动保护,而区内故障时保护能够准确动作。该方法计算量小、数值稳定性好,避免了最小二乘、卡尔曼滤波等算法可能发散的问题。     

变压器差动保护的励磁涌流制动方法

阐述变压器励磁涌流产生的机理,分析变压器差动保护装置的涌流制动方案,比较基于二次谐波、波形对称及间断角等制动方法的优缺点;指出变压器差动保护误动的原因和各种制动方法存在的问题,为现场工作的继电保护人员分析故障、校验保护提供理论支持.     

一种新型变压器励磁涌流识别方法的研究

影响变压器差动保护动作正确与否的关键是保护装置能否正确区分励磁涌流和内部故障。传统的方法在有些情况下不能很好的识别励磁涌流,引起保护误动或拒动。本文提出一种基于波形上下对称系数的新方法,并通过仿真验证了该方法的有效性。     

UR T35/T60变压器差动保护误动分析

针对某电厂T35/T60变压器差动保护误动,对保护数据波形和整定值进行了分析。根据波形特征理论分析,排除了和应涌流引起差动保护误动的可能,指出系穿越性励磁涌流的非周期分量导致CT暂态饱和,从而引起采用“2-out-of-3”谐波制动方式的差动保护误动。最后针对误动事故,提出了T35/T60保护二次谐波制动方式选择和差动动作曲线整定上应采取的措施。     

变压器铁芯饱和统一模型建立及其判别方法

建立了变压器铁芯饱和的统一模型,推导出磁链最大值与电压突变时刻、突变前后电压相角差及突变后电压幅值的关系式,铁芯是否饱和与这些参数密切相关。发现电压降低(如系统发生故障或者非同期合闸操作)情况下也会产生铁芯饱和,因而以电压幅值降低作为变压器不会产生励磁涌流的依据并不可靠。进而提出一种基于电压量积分的铁芯饱和判别方法,该方法对空载合闸、故障切除、和应涌流、系统故障或操作等电压突变引起变压器铁芯饱和而产生励磁涌流,都能在半个周期左右的时间完成判别,为差动保护不经涌流闭锁提供了一种有效、快速的实现方法,可显著提高运行变压器发生内部故障时差动保护的动作速度。     

UR T35/T60变压器差动保护误动分析

针对某电厂T35/T60变压器差动保护误动,对保护数据波形和整定值进行了分析.根据波形特征理论分析,排除了和应涌流引起差动保护误动的可能,指出系穿越性励磁涌流的非周期分量导致CT暂态饱和,从而引起采用"2-out-of-3"谐波制动方式的差动保护误动.最后针对误动事故,提出了T35/T60保护二次谐波制动方式选择和差动动作曲线整定上应采取的措施.     

基于波形相关性分析的换流变压器零序差动保护方案

通过对换流变压器外部故障切除产生恢复性涌流的分析,得出换流变铁芯可能在涌流的作用下发生饱和,导致灵敏度较高的中性线TA发生偏置现象,使其测量失真导致零序差动保护误动。为此,提出一种基于波形相关性的换流变零序差动保护新方案。通过分析换流变压器区内故障、区外故障及外部故障切除时零序电流的特点,利用零序差动保护两侧自产零序电流和中性线上零序电流的波形相关性进行识别。通过合理选择电流互感器的极性,使得区外故障时,零差保护两侧的零序电流呈现"穿越性"特征,其波形相似度较高,相关系数为正值。区内故障时,两侧零序电流波形相似度较小,相关系数落入负值区。通过PSCAD/EMTDC大量仿真验证,该判据可准确识别区内与区外故障,不受恢复性涌流的影响,且具有一定的抗TA饱和的能力。     

A new technique for transformer protection based on transientdetection

This paper proposes a new technique for transformer protection. The technique is concerned with the detection of the fault generated high frequency current transients by means of a specially designed relay unit. The relay, tuned to a band of high frequencies, is used to capture the transient currents from both sides of the transformer; the differential and average currents between the two sides are then calculated. The spectral energies of these current signals are extracted to produce the operate and restraint signals; a comparison between the levels of the two signals determines whether the fault is internal or external to the protected zone. A new technique for inrush detection has also been proposed in this paper. The technique detects inrush current by using the high frequency components contained in its current transient signal. The restraint signal is derived by computing the ratio of the spectral energy of the transient signal to the fundamental current. A comparison between the level of restraint signal and a pre-defined threshold determines whether a magnetizing inrush is in process. Simulation studies with respect to different fault and inrush conditions have been conducted, and the results prove that the proposed technique is able to offer fast responses in protection and accurately discriminate between inrush magnetizing current and internal faults     

切除外部故障时电流互感器局部暂态饱和对变压器差动保护的影响及对策

针对近年来相继出现的变压器差动保护在外部故障切除时发生误动的现象，研究了TA(电流互感器)局部暂态饱和的物理现象和TA局部暂态饱和的数学模型。通过模型仿真、实验室小TA的试验、现场误动录波数据的分析，指出TA工作在饱和点附近的小工频电流传变是引起差动保护误动的根本原因，此时差动保护因制动量小而非常灵敏，如果处理不当可能会导致差动保护的误动，同时分析出TA在较长时间的非周期分量作用下(如和应涌流、穿越性涌流等)，即使只是带负荷电流，也会出现局部暂态饱和现象。针对此问题提出了基于反时限特性的电流差动保护方案，该方法能有效地防止因外部故障切除TA局部暂态饱和引起的差动保护误动。     

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。     

变压器差动保护误动原因分析及对策综述

从理论联系实际的角度综述分析了引起变压器差动保护误动的一些主要原因,包括变压器空载合闸励磁涌流、相邻变压器空投引起的和应涌流、外部故障切除恢复性涌流;电流互感器（TA）暂态饱和、局部暂态饱和;变压器零序涌流助增对变压器差动保护的影响等,根据这些误动原因提出了相应的解决对策.正确地认识和理解这些问题,有助于引起研发、设计、调试、运行等部门的重视,并通过适当的措施来避免这些原因引起的误动,提高变压器保护在现场运行的动作准确率.