变压器励磁涌流和内部故障识别新判据

研究变压器差动保护中的关键问题:励磁涌流和内部故障的识别。根据Prony算法能够精确、快速地分析暂态信号的原理,利用Prony算法求取的原信号中基波和二次谐波的幅值和衰减因数,建立了变压器励磁涌流和内部故障识别的新判据,并基于PSCAD/EMTDC建立了变压器发生励磁涌流和内部故障时的仿真图。分析仿真数据,励磁涌流时的Id2/Id1=06170.15,a2/a1=1.672;变压器内部故障时的Id2/Id1=00.15,a2/a1=∞2。由此可见,在变压器励磁涌流时,通过二次谐波与基波幅值之比构成的判据,灵敏度更高;而在变压器发生内部故障时,通过衰减系数构成的判据来判别,灵敏度更高。     

基于采样值相关原理的变压器保护方案

为提高变压器微机保护性能,提出一种基于采样值相关度的变压器差动保护新方案,利用变压器两侧电流的采样值波形的相关度来有效识别变压器内部故障和外部故障,利用相关原理提取等效瞬时电感变化规律来区分励磁涌流和匝间短路故障。动模实验表明新判据能够快速、可靠地判别变压器内外部故障和励磁涌流。由于借鉴了常规比率差动的定值整定思想,使得新判据定值的整定简单易行,同时基于这种方法的判据对频率偏移和谐波的影响也有一定的抵御能力,在工程中具有良好的实际应用价值。     

基于采样值相关原理的变压器保护方案

为提高变压器微机保护性能,提出一种基于采样值相关度的变压器差动保护新方案,利用变压器两侧电流的采样值波形的相关度来有效识别变压器内部故障和外部故障,利用相关原理提取等效瞬时电感变化规律来区分励磁涌流和匝间短路故障.动模实验表明新判据能够快速、可靠地判别变压器内外部故障和励磁涌流.由于借鉴了常规比率差动的定值整定思想,使得新判据定值的整定简单易行,同时基于这种方法的判据对频率偏移和谐波的影响也有一定的抵御能力,在工程中具有良好的实际应用价值.     

基于最小二乘矩阵束的励磁涌流识别方案

准确、快速地切除变压器故障直接影响电力系统能否持续安全稳定运行,励磁涌流的鉴别正是变压器保护中的重要一环。为了有效辨识励磁涌流与故障电流,避免变压器差动保护的不正确动作,利用变压器励磁涌流与短路故障电流频域信息的差异,提出了一种基于最小矩阵束算法的励磁涌流识别新方案,以变压器两侧的差动电流作为信号量,通过矩阵束算法分析采样信号中不同频率的分量,计算含衰减因数的电流能量信息熵识别励磁涌流。仿真试验证明了新判据具有原理清晰、抗干扰能力强等优点,能够正确区分励磁涌流和故障电流,为后续研究及工程应用提供借鉴和参考。     

利用半波傅里叶算法的两面积法识别励磁涌流

为了识别变压器励磁涌流和内部故障电流,通过分析由半波傅里叶算法计算差动电流的基波幅值的变化特征,提出了一种基于半波傅里叶算法得到的基波幅值的波动系数的判据方法。该方法先对差动电流进行一阶差分滤波处理,用半波傅里叶算法求得基波幅值,选取工频一周波内计算所得基波幅值为数据窗,将其分成两段后各自求得面积,通过求得小面积与大面积比的最小值来识别励磁涌流和故障电流,该方法具有抗CT稳态饱和特性。通过理论分析和大量动模实验验证了该方法的准确性和可靠性。     

变压器励磁涌流和内部故障识别新判据

针对励磁涌流和内部故障识别这个变压器差动保护关键问题,利用Prony算法求取原信号中基波和二次谐波的幅值和衰减因数,建立了一种新判据:二次谐波与基波幅值之比(Id2/Id1)及衰减系数之比(a2/a1).当励磁涌流时,Id2/Id1>0.15,a2/a1<2;而当变压器内部故障时,Id2/Id1<0.15,a2/a1>2.这一结果是通过分析基于PSCAD/EMTDC建立的变压器发生励磁涌流和内部故障时的仿真图得到的.所建议的识别励磁涌流和内部故障的新判据具有高的灵敏度.     

基于最值差别和归一化面积识别励磁涌流方法研究

变压器空载合闸或外部故障切除时会产生励磁涌流,而运行中匝间或匝地短路时会产生内部故障电流。变压器主保护选择差动在原理上存在不足,带来的问题就是如何准确鉴别励磁涌流和故障电流。在大量仿真和试验的基础上,综合两种电流的特点,提出了一种鉴别励磁涌流的新方法。该方法基于励磁涌流偏于时间轴一侧和故障电流接近正弦波的特点,以周波内最值差别和归一化面积作为综合判据。仿真和试验验证了方法的正确性和可行性。     

基于不同傅里叶算法之间相似度的励磁涌流鉴别方法

利用半波傅里叶算法计算的差流基波幅值与绝对门槛值相比较来鉴别励磁涌流和内部故障电流,存在定值整定困难的缺点.提出了一种改进算法,利用全波和半波傅里叶算法计算的差流基波幅值之间的波形相似系数进行励磁涌流鉴别,克服了原方法的上述不足.理论分析和大量动模试验表明:该方法能够可靠区分励磁涌流和变压器内部故障电流,并对对称性励磁涌流具有较好的识别效果,在空载合闸于内部轻微匝间故障时,差动保护仍能快速动作出口.     

基于形态滤波的变压器电流相关保护方案

将形态学数字滤波器作为变压器保护的前置滤波单元，在保留故障信号特征的前提下，最大限度地抑制各种干扰的影响。在此基础上,提出一种基于电流采样值相关度的变压器保护新判据，利用变压器两侧电流采样值波形的相关度来区分内部故障和外部故障。在详细分析2种相关度计算公式对新判据影响的基础上，进行了大量的仿真实验。实验结果表明：该判据能够快速、可靠地判别变压器内外部故障。由于借鉴了传统比率差动的定值整定思想，使得新判据定值的整定简单易行，同时基于这种方法的判据,对频率偏移和谐波的影响也有一定的抵御能力，与其他励磁涌流识别判据相配合，可构成一种较理想的变压器主保护方案。     

基于幅值特征的变压器励磁涌流和故障电流的识别

提出一种基于幅值特征的变压器差动保护原理,利用经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)奇异点检测算法准确定位故障时刻,然后利用两点乘积算法计算出对应基波幅值.结果表明,由于非饱和阶段的存在,励磁涌流的基波幅值很小,而由于故障支路的影响,故障电流的基波用幅值远大于阈值,因此可以用幅...     

基于支持向量机的变压器励磁涌流仿真实现

为提高变压器差动保护躲过励磁涌流的能力,需要认真研究励磁涌流的仿真过程。文中将支持向量机在回归估计方面的能力应用到极限磁滞回环曲线的拟合,即将极限磁滞回环试验数据拟合的原始最优问题转化为其对偶问题。并根据极限磁滞回环与局部磁滞回环具有分形特征这一特点进行了励磁涌流仿真算法的研究,针对变压缩因子励磁涌流仿真算法中的压缩因子提出了变权重的计算方法,通过求取动态电感来实现变权重,使得励磁涌流仿真算法只需要改变极限磁滞回环上下分支和对应饱和线导数的权重系数,实现了动态电感求取公式的统一。仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于差动电流正弦曲线拟合波形的变压器保护原理

以变压器的磁化特性曲线为基础,对比分析了变压器差流为涌流和非涌流时的波形特点,进而提出了一种基于差动电流正弦曲线拟合波形的变压器保护原理。为了更能体现励磁涌流的特征和减少拟合波形幅值的计算误差,建议取拟合角度为差动电流峰值时的角度最为合理。给出了拟合波形幅值的计算方法,并讨论了减小计算误差的方法。大量数字仿真结果表明,所提出的原理可以快速、有效地区分励磁涌流和内部故障电流。     

一种基于补偿电流的单相电路谐波电流检测算法

针对电网中谐波的危害和"污染"等问题,为了实现有源电力滤波器控制系统谐波电流检测的精确性、实时性,本文提出了一种单相电路谐波电流检测算法,该算法基于补偿电流最小检测原理,通过构造函数将谐波电流检测问题合理地转化为基波有功电流幅值问题,实验表明,新算法具有实时性好、计算量小、易于实现等优点。基于此算法的有源电力滤波器具有较好的动态响应性能,能实现有效的谐波电流补偿,仿真结果验证了该算法的有效性和正确性。     

控制合闸电压幅值的变压器励磁涌流抑制方案

在分析变压器励磁涌流的影响因素和推导励磁涌流与各影响因素间数学关系的基础上,提出了一种基于合闸电压幅值控制的变压器励磁涌流抑制方案。该方案通过选择适当的合闸电压幅值控制曲线,对合闸电压的幅值进行控制,确保变压器空载合闸过程中产生的磁通不超过饱和磁通,从而达到抑制空载合闸励磁涌流的目的。根据磁通不等式约束与暂态磁通分量衰减规律给出了电压幅值控制函数,并推导了电压幅值控制函数中初值与变化斜率两个参数的上下限。采用PSCAD/EMTDC软件分别对单相和三相变压器不同状态下的空载合闸过程进行了仿真,并对磁通、励磁涌流、差动电流等参数进行了对比分析。仿真结果表明,通过控制合闸电压的幅值达到控制励磁电流大小的目的,能够将励磁涌流控制在数值较小的范围内,从而克服励磁涌流的影响。     

变压器三角形绕组中环流的构造方法

由于Y,d接线变压器中三角形（△）侧绕组电流不易测量,使得变压器差动保护中存在电流相位补偿的问题,由此计算出的差流不能很好地反映本相励磁涌流的特征,也限制了基于等效瞬时电感变化的励磁涌流判据的应用范围。文中根据两侧绕组的电压方程,推导出△侧绕组环流与星形（Y）侧零序电压和电流之间的关系,提出了一种用于构造Y,d接线变压器中△侧绕组环流的方法,该方法与Y侧绕组接地方式无关,具有广泛的适用性。仿真与动模实验验证了该方法的正确性与有效性,结果分析表明,该方法有利于等效瞬时电感的计算及相关励磁涌流判据的实施。     

利用希尔伯特边际谱鉴别变压器励磁涌流

根据励磁涌流中有很大成分的高次谐波和非周期分量,而故障电流基本保持基频正弦波的特点,研究了一种利用希尔伯特边际谱来辨别变压器励磁涌流和故障电流的新方法。该方法利用希尔伯特黄变换对电流信号按频率分离,对额定频率段的希尔伯特边际谱幅值进行积分,根据积分值与整定值关系可鉴别信号电流。经PSCAD/EMTDC和MATLAB仿真软件对大量样本的仿真验证,该方法能精确地实现变压器励磁涌流与故障电流的可靠区分。     

改进型二次谐波励磁涌流制动方法

分析了变压器励磁涌流波形中基波与二次谐波相位差的关系,二者满足0°或180°的相位关系,并通过对理想单相变压器仿真、三相变压器仿真、动模试验得到的涌流波形的分析验证了此结论,据此提出了一种利用二次谐波与基波之间幅值和相位关系综合判别励磁涌流的改进型二次谐波制动方法,应用该方法的差动保护明显优于采用传统二次谐波制动判据的保护,具有较好的工程应用价值。     

基于瞬时励磁电感频率特性判别变压器励磁涌流

基于变压器瞬时励磁电感基频分量的有无，提出了判别励磁涌流与内部故障的新方法。涌流时变压器铁心必然经历饱和与非饱和过程，瞬时励磁电感是时变、交替变化的，具有较大的基频分量；内部故障时，变压器铁心工作于线性区，瞬时励磁电感恒为常数，无基频分量。据此，可实现励磁涌流与内部故障的有效判别。但瞬时励磁电感很难精确求取，为方便计算，提出了等效瞬时电感的概念，论证了其基频特性的等效性。动模实验有力地证实了所提方法的可靠性与安全性。