特高压变压器差动保护动态模拟试验研究

特高压输电对我国来说是一个崭新的课题,必须大力进行细致严谨的研究工作,解决面临的、可能出现的各种技术问题,确保其安全可靠的运行。针对我国建设中的特高压输电系统采用的1000kV特高压变压器,介绍了特高压变压器的内部结构特点和设计参数、差动保护配置方案、动态模拟试验模型,并通过动态模拟试验对特高压变压器发生各种内部故障时和空载合闸时各种差动保护的灵敏性和可靠性进行了研究,得到如下结论:大差差动保护能灵敏反映主绕组内部的各种故障,而对于调压绕组和补偿绕组的内部故障则灵敏度明显不足,说明了配置调压绕组差动保护和补偿绕组差动保护的充分性和必要性;变压器空载合闸时二次谐波制动原理对调压绕组差动保护和补偿绕组差动保护也有一定的涌流制动作用。     

基于不同故障情况的特高压变压器差动保护仿真研究

介绍了当前中国在建的特高压变压器的结构和参数,并建立了相应的动态仿真模型。根据特高压变压器的结构和运行特性,提出了针对特高压容量大,分体式结构的差动保护配置。通过模拟不同故障情况下差动保护的反应,对各种差动保护的灵敏性进行分析比较。仿真结果表明单独对调压绕组和补偿绕组分别配置差动保护能提高其匝间故障的灵敏性,故障分量差动保护可以提高重负荷情况下变压器内部发生轻微故障的灵敏性,分侧差动保护则可以避免励磁涌流和过励磁的影响,零序差动保护可以提高单相接地故障保护的灵敏性,尤其是接地点离中性点很近的轻微接地故障。     

特高压变压器调压补偿变调试分析

1000kV变压器具有电压等级高、调压补偿容量大的特点,为了运输方便,通常把调压补偿部分与变压器主体分开布置。考虑到变压器结构和差动保护极性要求的特殊性,以及由于档位变换引起的调压补偿变绕组电流互感器极性变化,特高压变压器保护与较低电压等级的变压器保护相比具有较大差异。本文阐释了特高压变压器的调压方式,以及调压补偿变的保护配置情况和差动保护原理,并对1000kV变压器保护装置的电流极性进行分析,介绍了调压补偿变继电保护调试方法,供电力系统基建和检修人员参考。     

1000kV特高压调压补偿变压器保护方案

对1 000kV特高压调压补偿变压器的结构和调压实现原理进行了分析,提出了一套调压补偿变压器保护配置方案;对1 000kV特高压调压变压器现场误动波形数据进行分析与研究,调压变压器保护涌流不仅二次谐波含量小于经验值,涌流间断角特征也不明显,导致差动保护误动。基于1 000kV特高压调压变压器的涌流特性,提出一种混合涌流识别方案。通过实时数字仿真系统(RTDS),验证了混合涌流识别方案适合调压补偿变压器保护配置方案。     

特高压晋东南变电站调压补偿变压器运行分析

介绍了特高压晋东南变电站自耦变压器的结构,分析了自耦变压器中单独设置调压补偿变压器以及调压补偿变压器采用中性点无励磁调压方式的必要性,详细分析了调压补偿变压器差动保护的原理、配置和校验方法,为特高压变压器的安全稳定运行提供参考意见。     

1000kV特高压变压器保护方案

1 000 k V变压器由于电压等级高、容量大,其主接线方式和调压方式与500 k V变压器存在显著差异,因此特高压变压器的保护配置与传统变压器保护配置存在不同。在分析特高压变压器一次结构的基础上,提出了适合特高压变压器的保护配置方案。为了解决主变压器空投时调压变压器差动电流中二次谐波含量低可能造成差动保护误动的问题,对调压变压器和补偿变压器差动保护的励磁涌流识别方案进行了改进。通过动模试验和现场运行检验,证明了特高压变压器保护配置和励磁涌流改进方案的正确性和有效性。     

特高压变压器差动保护现场试验

晋东南特高压交流变电站1 000 kV变压器采用调压变与补偿变共体、主变与调压补偿变相互独立的结构,该变压器的差动保护极性要求特殊,既要满足调压变和补偿变差动保护共用TA的不同极性要求,又要解决正反调压时引起的电流极性改变问题。文章对1 000 kV变压器的调压补偿变进行了差动保护配置,分析了调压补偿变差动保护的TA极性,研究了调压补偿变差动保护的现场试验方法。调压补偿变差动保护现场试验结果表明1 000 kV变压器采用的结构能满足差动保护对TA极性的特殊要求。     

特高压变压器保护调试分析

特高压晋东南(长治)变电站1000kV变压器由主体变、调压补偿变两台变压器通过管母连接组合而成,因其结构以及变压器差动保护极性要求的独特性,特高压变压器保护与传统变压器保护相比也具有一定的特殊性,且需要解决变压器档位变换引起的调压变绕组TA极性变化的问题。文章介绍了特高压变压器保护的配置及差动保护原理,并且主要针对1000kV变压器保护装置的电流极性进行详细的现场调试分析,调试结果证明特高压变压器的结构满足现场保护对TA极性的要求。     

特高压交流系统变压器继电保护配置与整定

结合目前国内已经投运的特高压输电工程,对特高压变压器特点、励磁涌流识别方案、主变及调压补偿变的继电保护配置以及整定进行研究,提出特高压变压器各套保护的主保护与后备保护的具体配置方案。界定各差动保护的功能及保护范围,保证保护方案能可靠动作,并给出各差动保护之间的配合整定建议。同时对典型故障进行动模试验,论证保护方案的可行性。本方案已在华东地区1 000 kV变压器保护中获得应用,可以为其他特高压交流工程中变压器继电保护的设计提供参考依据。     

1000kV变电站调压补偿变压器差动保护配置分析

锡盟1000kV变电站1000kV变压器调压方式为中性点无励磁调压,采用主变压器和调压补偿变压器相互独立,调压变压器和补偿变压器共体的结构,主体变压器与调压补偿变压器连接为一体。较传统变压器,其结构独特,且增加了调压补偿变压器差动保护,保护逻辑在主变压器调压档位变换过程中随着电流方向改变而变化。对此本文分析了1000kV调压补偿变压器差动保护配置及TA极性配置。通过调压补偿变压器差动保护现场校验,表明该调压补偿变压器差动保护配置满足TA极性要求。     

特高压有载调压变压器差动保护自适应算法

有载调压技术已在中国特高压交流输电系统中实现了应用,这对特高压变压器运行的可靠性提出了更高要求。有载调压过程中,由于无法获知调压变压器的实际运行档位,差动保护装置不能根据实时的额定电流之比调整平衡系数,只能选取一个固定档位下调压变压器两侧额定电流之比来计算其差动电流,因而会造成很大误差。工程上,设置调压变压器不灵敏段差动来躲过调档产生的不平衡电流,这不仅增加了调压操作的复杂性,还降低了调压变压器差动保护的灵敏度。针对上述问题,基于特高压变压器电气结构提出一种在线自适应获取调压变压器运行档位的方法,通过实时计算调压变压器运行时的端电压之比,对差动电流计算结果进行修正,精确求得有载调压过程中调压变压器的实时差动电流。数字仿真证明了基于自适应算法的调压变压器差动保护动作特性不受短路匝数和运行档位变化影响,可有效解决现有特高压有载调压变压器差动保护策略识别匝间故障时灵敏度不足的问题。     

特高压变压器差动保护研究

我国最高电压等级1 000 kV系统变压器由于电压等级高、容量大,其主接线方式和调压方式都与500 kV变压器有着显著不同,这也决定了1 000 kV特高压变压器的差动保护配置与传统变压器差动保护有所不同。该文针对1 000 kV特高压变压器的接线方式和故障特点提出适合特高压变压器的差动保护配置方式,并在保护装置中实现,通过电科院动模试验验证,并在现场成功实际投入运行,证明了保护配置的正确性和有效性。     

特高压变压器保护简述

阐述了特高压变压器的结构不同于500kV变压器结构,采用中性点调压方式,增加了独立的调压变压器部分。详细介绍了特高压变压器一次结构的新特点以及相应的二次保护配置的变化情况,具体分析了主体和调压变压器及补偿变压器主保护、主体后备保护、非电量保护的配置和特点。     

特高压有载调压变压器差动保护特性分析

为研究特高压有载调压变压器差动保护特性,从变压器差动保护基本特性、差流不平衡特性等方面进行了研究,指出常规调压变压器保护在特高压变压器有载调压过程中的动作风险。通过对差流不平衡特性影响因素深入分析,给出调压变压器差动保护额定电流选取建议。通过仿真试验得到了不同档位下差流分布情况,提出了有载调压过程中调压变压器差动保护整定策略,并通过仿真试验得到验证。     

特高压交流试验示范工程主变保护配置探讨

主变保护的配置及整定对保证主设备的安全至关重要,特高压交流试验示范工程的主变压器由主体变压器和调压补偿变压器两部分组成,采用中性点无励磁调压方式,且特高压系统具有自身独有的特性,因此特高压主变的保护有其特殊性,而目前尚无标准及整定规程可依。针对此情况介绍了1000kV特高压交流试验示范工程主变保护配置情况和独立设置调压补偿变保护以提高调压补偿变小故障情况下灵敏度的必要性。根据系统调试期间录波数据,以及主体变和调压补偿变励磁涌流的特点,综合考虑调压补偿变差动保护的可靠性和安全性,建议调压补偿变差动保护励磁涌流闭锁原理采用"三取二"或循环闭锁的闭锁方式。分析表明,目前的保护配置完善可靠,经实际检验,可以满足特高压主变压器安全稳定运行的需求。     

基于电子式互感器的电炉变压器差动保护研究

电炉变压器低压侧的大电流造成常规CT体积过大无法安装,无法采用差动保护作为变压器内部故障的主保护,而传统的高压侧过流保护在变压器内部故障时灵敏度又不满足要求.在分析了电炉变压器内部构造的基础上,基于成熟的光纤通信技术、电子式电流互感器技术及高性能微机保护技术,通过在低压侧装设电子式电流互感器并根据调压分接开关的位置自动调整差动保护平衡系数,实现了基于三侧电流的差动保护方案,解决了电炉变压器由于过载倍数高、调压范围宽造成差动保护原理实施困难的问题.试验结果表明,电炉变压器差动保护能明显提高变压器内部故障时保护装置的灵敏性和可靠性.     

基于虚拟等效电感的特高压调压变压器励磁涌流判别算法

针对1 000 k V特高压试验示范工程现场调试过程中特高压调压变压器差动保护的典型误动案例,分析了现阶段采用的二次谐波分相闭锁判据在识别调压变压器励磁涌流时存在的局限性。为解决实际工程中无法直接测量调压变压器一次绕组端口电压问题,基于特高压变压器的本体结构特点设计一种获取调压变压器一次绕组端口电压的方法,同时提出一种基于虚拟等效电感分布特性识别调压变压器励磁涌流的判别算法。基于数字仿真对比分析了二次谐波分相闭锁判据和波形对称制动原理应用于调压变压器差动保护存在的不足,而基于虚拟等效电感分布特性的算法识别特征明显,能够可靠灵敏地识别励磁涌流和内部匝间短路,有效地解决了传统判据在调压变压器差动保护中存在的误动和拒动问题。     

特高压变压器励磁涌流鉴别原理的研究

变压器差动保护一直存在区分励磁涌流与内部故障电流的难题,1000kV特高压变压器保护也不例外。对特高压变压器进行的电磁暂态仿真及分析表明,最为传统的二次谐波制动方式在特高压变压器差动保护中的应用存在一定阻碍,而基于波形对称性的制动原理则可以在特高压变压器保护中较好的发挥作用。     

一起特高压变压器的差动保护误动分析及防范措施

通过建立MATLAB仿真模型,分析了在特高压交流试验示范工程投运调试过程中出现的一起由于中压侧空投主变压器产生励磁涌流而导致调压变压器差动保护误动作的案例。针对特高压变压器结构上的特殊性,分析了合闸角、剩磁等因素对励磁涌流的影响,仿真复现了现场故障录波波形。针对调压变压器差动电流中二次谐波含量较低可能引起的误动,从2个方面提出了相应的解决方案：指出二次谐波涌流闭锁判据宜采用三取二闭锁方式,但在某些特殊情况下,依然可能失效,进而提出了利用二次谐波变化趋势来识别励磁涌流和故障电流的辅助判据,并对综合判据进行了仿真验证;分析了调压变压器容量对励磁涌流的影响,提出在条件允许的情况下,适当增加调压变压器容量来避免励磁涌流可能引起的误动,为提高调压变压器差动保护可靠性提供了新思路。     

基于电子式互感器的整流机组差动保护方案实现

本文提出一种实现整流变压器机组差动保护方法。首先将整流机组分为一个调压变压器间隔、两个整流变压器间隔分别配置调压变压器差动保护装置、整流变压器差动保护装置;然后针对调压变压器频繁调压且调压范围宽的特点,提出根据当前调压变压器有载调压档位实时计算差动保护的平衡系数方法,以及适应不同移相角度的整流变压器二次电流补偿方法;最终完善了大功率整流机组继电保护配置,填补了整流机组差动保护的空白。