二维空间重构电流特征轨迹的变压器差动保护判据

在故障电流的影响下,变压器差动保护两侧电流互感器(TA)易发生饱和,使传变的电流波形发生畸变,严重影响变压器差动保护的正确动作。针对TA饱和造成的变压器差动保护误动或拒动的问题,对不同故障类型下变压器两侧电流波形相位关系特性进行对比分析,提出将两侧电流进行二维空间重构,应用重构后的特征轨迹构造变压器差动保护新判据,以识别伴随TA饱和的变压器各类故障。通过仿真和动模试验,验证新判据有较高的可靠性和灵敏性,并且具备较强抗TA饱和的能力。     

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.     

负荷变压器差动速断保护区外故障误动原因分析及对策

差动速断保护是为了在变压器内部发生严重故障,一般的比率差动保护可能误判为涌流而失效时能够快速切除故障而设置的,高压厂用变压器(简称高厂变)等负荷变压器因低压侧区外故障电流互感器(TA)深度饱和引起的差动速断保护误动问题一直是实际运行中的难题。针对一起高厂变差动速断保护区外故障误动的案例,通过对TA饱和特性的分析,找到了常规差动速断保护误动的原因,提出了用工频量差动速断保护来解决高厂变和直配线路负荷变压器因低压侧TA饱和引起的差动速断保护误动问题的对策。     

空投变压器导致线路差动误动的事故分析

介绍了一起在特殊运行方式下由空投变压器导致线路差动误动的发生过程,分析了保护误动的原因。导致事故发生的原因主要有三点,一是特殊运行方式,二是空投变压器产生的励磁涌流中的直流分量导致CT暂态饱和,三是线路差动保护所用的电流互感器特性差异较大。针对以上原因,提出了防止类似事故再次发生的几点改进措施与建议,如,线路两侧应该配合使用相同特性的电流互感器,特殊运行方式下的保护校验等。希冀广大同行能够从这次事故中得到一些有益的参考。     

空投变压器导致线路差动误动的事故分析

介绍了一起在特殊运行方式下由空投变压器导致线路差动误动的发生过程,分析了保护误动的原因.导致事故发生的原因主要有三点,一是特殊运行方式,二是空投变压器产生的励磁涌流中的直流分量导致CT暂态饱和,三是线路差动保护所用的电流互感器特性差异较大.针对以上原因,提出了防止类似事故再次发生的几点改进措施与建议,如,线路两侧应该配合使用相同特性的电流互感器,特殊运行方式下的保护校验等.希冀广大同行能够从这次事故中得到一些有益的参考.     

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。     

变压器暂态饱和与和应涌流实例分析

通过一现场具体实例,探讨了和应涌流产生的机理及和应涌流与变压器暂态饱和的关系,分析了三相变压器励磁涌流波形、和应涌流波形与变压器暂态饱和的特征,探讨了和应涌流与变压器的暂态饱和对变压器差动保护的影响,提出了防止变压器差动保护误动的新方法。     

计及直流偏磁的电流互感器传变特性对差动保护的影响

由地磁感应电流(GIC)/高压直流输电单极大地回路运行方式引发的直流偏磁会对电磁式电流互感器(TA)的传变特性产生影响,计及直流偏磁影响的TA饱和与无偏磁时相比具有一定的特殊性,会对变压器差动保护产生影响。通过构建考虑直流偏磁的交流系统仿真模型,研究了TA起始饱和时间受直流偏磁的影响及其对变压器差动保护的影响。指出了直流偏磁是TA局部暂态饱和的诱因之一,并通过对直流偏磁条件下和应涌流的仿真研究,分析了TA局部暂态饱和对变压器差动保护的影响。研究结果表明,直流偏磁可能会加速TA饱和,防止区外故障TA饱和引起差动保护误动的时差法判据将受到考验;而直流偏磁诱发的TA局部暂态饱和则可能引起变压器差动保护的误动。     

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。     

内桥接线方式下变压器差动保护误动原因及防范措施

为了研究在内桥接线变电站中,2台主变压器并列运行,其中1台主变通过内桥开关空载合闸,另1台正常运行时主变差动保护误动的原因,结合一起现场操作过程中内桥接线方式下变压器差动保护的误动事故,详细分析了励磁涌流、和应涌流以及电流互感器（TA）饱和对差动保护的影响,最终认为励磁涌流中非周期分量引起的进线侧TA局部暂态饱和是差动...     

自耦变压器零差保护二次回路接线正确性的检验

分析了220kV德兴变2号主变压器零序差动保护二次回路接线,根据自耦变压器在正常运行时,220kV侧、110kV侧、公共绕组侧电流分布的特点,以及变压器220kV侧空载合闸时励磁涌流的特点,提出自耦变压器零序差动保护二次回路接线正确性的检验方法。     

浅析励磁涌流引起的主变差动保护误动

主变空载投运时,由于励磁涌流引起差动保护误动作时有发生.结合一起110kV主变发生因励磁涌流引起的差动保护误动故障,对励磁涌流的特性、保护误动作的原因、整定计算等方面进行了分析,并就如何躲开励磁涌流的影响进行了探讨.     

变压器空投导致相邻元件差动保护误动分析及防范措施

现场发生多起变压器空投导致相邻正常运行的发电机、变压器以及线路差动保护误动的事故,严重影响电网的安全稳定运行。结合现场录波数据与数字仿真,考虑励磁涌流、和应涌流以及互感器饱和等影响因素,文中对差动保护误动的原因展开研究,指出励磁涌流导致的互感器饱和是差动保护误动的主要原因。在此基础上提出了投入谐波闭锁判据、改进比率制动特性等防范措施。现场录波数据和仿真试验结果验证了所研究结论的正确性及应对措施的有效性。     

变压器DCD型差动保护误动行为分析

鲁南热电厂3号Y0/Y-10型主变压器装设了DCD型差动保护[1],运行10余年来只要110kV系统区外发生单相接地故障时该保护则误动跳闸。原因是变压器110kV侧的中性点接地运行,当110kV系统单相接地时,进入继电器高低压侧的电流相差1/3,两侧电流失去平衡而动作作跳闸。断开110kV中性点的接地刀闸,变压器作为不接地方式运行可以回避问题的出现。但采用微机型的差动保护,从算法上可以补偿掉高压侧零序电流所造成的单相接地时的差电流。最后更换为微机型差动保护,运行结果表明误动现象得到彻底解决。     

Application of Haar functions for transmission line and transformer differential protection

The development of algorithms, based on Haar functions, for extracting the desired frequency components from transient power-system relaying signals is presented. The applications of these algorithms to impedance detection in transmission line protection and to harmonic restraint in transformer differential protection are discussed. For transmission line protection, three modes of application of the Haar algorithms are described: a full-cycle window algorithm, an approximate full-cycle window algorithm, and a half-cycle window algorithm. For power transformer differential protection, the combined second and fifth harmonic magnitude of the differential current is compared with that of fundamental to arrive at a trip decision. The proposed line protection algorithms are evaluated, under different fault conditions, using realistic relaying signals obtained from transient analysis conducted on a model 400 kV, 3-phase system. The transformer differential protection algorithms are also evaluated using a variety of simulated inrush and internal fault signals.     

适用于新能源并网变压器匝间故障识别的新判据

为增加功率输送能力,新能源并网变压器采用两电压等级三绕组、接线形式为星角角的变压器。变压器在低压侧发生匝间故障时,差动保护灵敏度不足,同时变压器空载合闸于匝间故障时,涌流闭锁判据会闭锁差动保护,延长故障切除时间。基于星角角接线型式的新能源并网变压器零序等值回路,文中通过建立零序节点电压方程,利用区外故障及匝间故障节点电压方程特征构建匝间故障识别判据,该判据与差动保护原理相比,不受励磁涌流的影响,具有较高的可靠性及速动性。文中利用实时数字仿真系统(RTDS)进行故障仿真,验证新判据的有效性及可靠性,发现采用新判据能够可靠灵敏地识别变压器匝间故障,弥补差动保护的不足。     

区外故障时变压器差动保护误动行为分析

采用内桥接线方式的110kV芦都站2号主变差动保护高压侧装设两组CT,一组位于线路侧,另一组在桥联断路器处。当线路断路器重合到永久性故障时,线路的二次电流波形严重畸变,而桥联二次电流则为标准的正弦量,出现了同一型号的CT在同一电流下表现出了不同特性的问题,由此导致差动保护误动作。采用大电流试验与模拟剩磁效应的方法证实,电流波形畸变的原因在于剩磁的影响,剩磁使CT处于暂态饱和状态、暂态饱和导致传变特性变坏进而造成二次电流的畸变。采取抗饱和措施后问题得到解决。     

变压器复杂电磁暂态下涌流特征及其对差动保护影响分析

近年来变压器差动保护误动拒动现象时有发生,现场数据表明差动保护事故多发生于比典型空载合闸复杂的场景。针对以上问题,基于电磁暂态仿真计算,研究了电力变压器在剩磁、直流偏磁、CT饱和以及复杂谐波等工况下的励磁涌流特性,深入分析了复杂电磁暂态环境下主保护的动作性能,并针对变压器保护的拒动和误动问题,提出了切实可行的措施,以提高复杂电磁暂态工况下变压器主保护的性能,减少不正确动作的发生,保证电力系统的安全运行。