ANN based directional relaying scheme for protection of Korba-Bhilai transmission line of Chhattisgarh state

As it is crucial to protect the transmission line from inevitable faults consequences, intelligent scheme must be employed for immediate fault detection and classification. The application of Artificial Neural Network (ANN) to detect the fault, identify it’s section, and classify the fault on transmission lines with improved zone reach setting is presented in this article. The fundamental voltage and current magnitudes obtained through Discrete Fourier Transform (DFT) are specified as the inputs to the ANN. The relay is placed at section-2 which is the prime section to be protected. The ANN was trained and tested using diverse fault datasets; obtained from the simulation of different fault scenarios like different types of fault at varying fault inception angles, fault locations and fault resistances in a 400 kV, 216 km power transmission network of CSEB between Korba-Bhilai of Chhattisgarh state using MATLAB. The simulation outcomes illustrated that the entire shunt faults including forward and reverse fault, it s section and phase can be accurately identified within a half cycle time. The advantage of this scheme is to provide a major protection up to 99.5% of total line length using single end data and furthermore backup protection to the forward and reverse line sections. This routine protection system is properly discriminatory, rapid, robust, enormously reliable and incredibly responsive to isolate targeted fault.     

基于模糊原理的牵引变压器差动保护

在变压器保护的过程中经常会出现决策的不确定性 ,尤其是牵引变压器 ,传统的差动保护为了动作的选择性而牺牲其快速性 ,而模糊法则能最大优化地进行决策 ,从而使得基于模糊原理的差动保护的速度和选择性得到最佳的组合。通过实验 ,证实该保护性能上优于传统的差动保护     

基于网络采样的变压器差动保护异步闭锁技术研究

以网络采样的智能变电站为背景,提高变压器差动保护的网络适应性为目的,提出了基于网络采样的变压器差动保护异步闭锁机制。阐述了网络采样及其同步方式,并分析产生异步的各种原因;分析了不同厂家变压器稳态量差动在异步情况下的动作特性;根据负荷变化及不同差动启动值得出保护动作时的角差,并据此分析出导致差动误动的采样异步帧数,提出了解决方法。采用该闭锁机制的变压器差动保护已经在智能变电站工程中投入运行,在避免因异步导致的保护误动方面取得良好效果。     

基于DCD-2型继电器构成的变压器纵差保护设计

变压器的纵差保护是电力变压器的主保护。变压器励磁涌流中含有大量的非周期分量,采用带加强型速饱和变流器的差动继电器,能更有效地躲开励磁涌流。分析DCD-2型继电器的作用和工作原理,进行了变压器纵差保护的整定设计。     

基于CT饱和综合判据的变压器差动保护的研究

介绍了一种新型的基于CT饱和综合判据的变压器比率制动差动保护方案。首先,分析了比率制动差动保护的原理及算法;其次,在分析了谐波制动法、时差法和附加稳定区法的基础上,得出了新型的CT饱和综合判据并分析了其优点;再次,给出了基于CT饱和综合判据的变压器差动保护的数值计算方法,可有效减轻CPU的负担,从而使程序运行更稳定;最后利用动模试验验证了基于CT饱和综合判据的比率制动差动保护的可靠性与快速性,并且验证了它在CT饱和延时闭锁差动保护期间可以快速反应变压器区内故障。     

基于负序电流判别的变压器差动保护零序电流自动补偿方法

对于星形/三角形(Y/d)连接组的变压器,形成差动量一般采用2种转角方式:Y侧电流移相转角(Y→d)和d侧电流移相转角(d→Y)以实现二次电流的幅值和相位校正.为了避免中性点直接接地侧外部单相接地短路时差动保护误动,2种转角方式都消去了差动电流中的零序分量,但因此降低了差动保护反应内部单相接地短路和匝间短路的灵敏度.直接利用中性点零序电流对差动电流进行自动补偿可以兼顾区内外接地短路时保护的可靠性与灵敏度,但实际上由于三相电流互感器(TA)与中性点零序TA的不同型问题,也可能导致差动保护的误动.研究表明,充分利用变压器各侧负序电流在区内外接地短路时的不同相位特征,可以对差动电流进行零序电流的自动补偿,既提高了区外接地短路时保护的可靠性,又保证了区内接地短路时保护的灵敏度不会降低.该方法无需增加额外的零序TA二次接线,也避免了零序TA极性校验问题.     

基于自定义模型的变压器纵差动保护PSCAD仿真

为了减少变压器的继电保护设计、整定计算存在的误差,提出一种根据内部漏抗参数等值计算与短路阻抗实际参数测定相结合的方法,利用曲线拟合技术,得出变压器在不同故障条件下的精确等值短路阻抗参数。在此基础上,采用FORTRAN语言接口技术,在PSCAD/EMTDC中,结合实际数字式变压器保护装置建立了主保护及后备保护的精确短路阻抗自定义模型,并利用等值系统模型对变压器线圈内部不同位置的对地短路、匝间短路、相间短路分别进行了仿真计算。结果表明,采用新型的拟合方法及自定义元件能准确地模拟并分析变压器内部故障及继电保护装置的动作行为,为继电保护的原理设计及实际应用提供科学依据。     

ANN based directional relaying scheme forprotection of Korba-Bhilai transmission lineof Chhattisgarh state

As it is crucial to protect the transmission line from inevitable faults consequences, intelligent scheme must be employed for immediate fault detection and classification. The application of Artificial Neural Network (ANN) to detect the fault, identify it’s section, and classify the fault on transmission lines with improved zone reach setting is presented in this article. The fundamental voltage and current magnitudes obtained through Discrete Fourier Transform (DFT) are specified as the inputs to the ANN. The relay is placed at section-2 which is the prime section to be protected. The ANN was trained and tested using diverse fault datasets; obtained from the simulation of different fault scenarios like different types of fault at varying fault inception angles, fault locations and fault resistances in a 400 kV, 216 km power transmission network of CSEB between Korba-Bhilai of Chhattisgarh state using MATLAB. The simulation outcomes illustrated that the entire shunt faults including forward and reverse fault, it’s section and phase can be accurately identified within a half cycle time. The advantage of this scheme is to provide a major protection up to 99.5% of total line length using single end data and furthermore backup protection to the forward and reverse line sections. This routine protection system is properly discriminatory, rapid, robust, enormously reliable and incredibly responsive to isolate targeted fault.     

变压器差动保护的励磁涌流识别技术比较

介绍了励磁涌流的产生及其特征,并在介绍各种励磁涌流识别技术原理的基础上,着重分析了各种技术目前的应用研究及其特点、性能和存在的问题,指出了这些新技术在今后变压器保护应用中可能的发展方向。     

变压器差动保护的三种比率制动方式及其系数整定的研究

变压器差动保护的比率制动方式不同,其灵敏度和安全性也不同。不同厂家的保护装置同时作为变压器的主保护时,因为采用不同的比率制动方式,即使按照推荐定值整定比率制动系数,保护的动作性能也有差异。比较了国内外广泛应用的三种比率制动方式:MAX方式、AVE方式和PHA方式。在具体算例中,比较了三种比率制动方式的灵敏度和安全性。发现即使取厂家推荐的比率制动系数,在区外某处发生故障导致CT一定程度饱和时,采用某些制动方式的差动保护也不能避免误动,需要适当调整比率制动系数的定值,或采用额外的故障类型判据闭锁出口。     

基于电流故障分量时频矩阵相角差的换流变差动保护研究

传统换流变差动保护中易受直流偏磁和故障过渡电阻影响,可能出现差动保护的拒动问题。为此,提出一种基于电流故障分量(Current Fault Component, CFC)时频矩阵元素和相角判别的换流变差动保护判据。变压器发生区内故障时,变压器两侧电流互感器(CT)检测到的CFC方向相同,而区外故障时检测到的两侧CFC方向相反。通过S变换获得CFC时频矩阵,根据故障时刻时频矩阵内所有元素求和所得相量的相角大小,判别CFC的方向,从而实现换流变区内故障的识别。仿真结果表明,所提保护判据在各种故障情况下均可有效识别换流变的区内、区外故障,在直流偏磁和故障过渡电阻的情况下仍具有较高的可靠性,同时可有效降低差动保护误动风险。     

微型变压器比率差动保护校验方法分析及应用

从变压器差动保护的原理及接线方式出发,分析其校验时的难点,然后以南京东大金智WDZ-441EX变压器差动保护为列,提出一种变压器比率差动保护动作特性测试的方法-平衡电流法,并介绍其校验的原理和步骤,以实例验证其有效性.     

新技术手段在变压器差动保护励磁涌流识别中应用研究的现状

励磁涌流的鉴别一直是变压器保护中一个关键问题。在介绍各种新技术手段的原理基础上,着重分析了各种技术目前在变压器励磁涌流识别方面应用的研究及其特点、性能和存在的问题,并指出了这些新技术在今后变压器保护应用中可能的发展方向。     

一种新型的微机变压器差动保护CT二次回路断线判别原理

本文提出的ＣＴ二次回路断线判别原理，首次引入有符号突变量启动的方法，并将故障、断线、拉闸等分开来，使三者在判别时间上相互独立．在此基础上对故障采用高速的算法，使动作速度仅在１０ｍｓ左右；同时充分利用断电时的特征量和计算机的记忆存储和计算功能，并采用全波富氏加一阶差分滤波器算法，使断线判断具有很高的准确性，对拉闸采用躲过暂态的方法．上述原理在ＳＷＢＢ－１０型变压器保护装置的静态及动态模拟试验中效良好．     

逆变侧换流变压器网侧接地故障对差动保护影响分析

特高压直流输电系统逆变侧换流变网侧单相接地故障后,网侧电压跌落可能会引发直流系统换相失败,有直流分量流入换流变压器绕组,使变压器铁芯磁通发生偏移,引起换流变饱和,产生故障性涌流,进而影响其安全稳定运行。针对逆变侧换流变网侧单相接地故障产生的故障性涌流问题,通过开关函数理论讨论了换流阀正常换相以及换相失败两种情况下网侧故障电流特征,分析了逆变侧网侧单相接地故障后换流变磁通的变化情况。在此基础上,研究了电流互感器饱和对换流变差动保护的影响。结果表明,换流变网侧区内故障情况下,网侧电流互感器饱和,使得换流变差动电流二次谐波含量超过门槛值,导致差动保护误闭锁。最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证了分析的正确性。     

用三相电流源测试阻抗匹配平衡变压器差动保护比率特性曲线的方法

为解决采用传统的测试方法难以完成牵引供电系统普遍采用的阻抗匹配平衡变压器差动保护特性曲线的测试的问题,提出了一种利用现有继电保护测试仪三相电流源实现该保护特性曲线的测试方法,并采用该方法进行了实测,验证了这种方法的有效性。     

基于统计特征与概率神经网络的变压器局部放电类型识别

针对变压器局部放电类型识别问题,提出了基于统计特征参数与概率神经网络的局部放电模式分类方法。所提方法首先在局部放电类型三维谱图中构建二维分布图谱,然后在二维分布谱图上提取统计特征参数,接着将统计特征参数以特征向量的形式作为概率神经网络的输入量,最后利用概率神经网络对放电类型进行识别。在试验中,利用电晕放电、沿面放电、气隙放电三种放电类型的数据,将所提分类方法与典型局部放电类型分类方法进行比较。实验结果表明,所提分类方法的识别准确率较高、识别时间开销较少。     

光伏电站主变压器比率差动保护对单相接地短路故障的适应性分析

结合逆变器控制策略及我国对光伏并网逆变器低电压穿越的最新要求,分析了光伏电站主变压器发生单相接地短路故障时短路点故障电流的变化规律。在此基础上,计及主变压器绕组接线方式的影响,根据具有比率制动特性的差动保护原理,研究了差动电流与制动电流的变化规律。进一步通过计算差动电流与制动电流之比,分别从过渡电阻大小、光伏电站并网容量等方面定量分析了主变压器比率差动保护在该故障情况下的适应性。理论分析和仿真验证结果均表明,受控制策略的影响,当光伏电站主变压器两侧出口处分别发生单相接地短路故障时,主变压器比率差动保护灵敏度显著降低,并存在拒动风险。     

A correlation based method for discrimination between inrush and short circuit currents in differential protection of power transformer using Discrete Wavelet Transform: Theory,simulation and experimental validation

This paper presents a new method for discrimination between magnetic inrush current and internal fault current in the differential protection of power transformer. The proposed method is based on the Wavelet Transform and correlation coefficient. In this study Discrete Wavelet Transform is used to describe the current signal in terms of different time and frequency components. In the proposed method, the energy signals of these components are employed. In the proposed method, a statistical parameter known as correlation coefficient is used to establish a criterion for the proposed discriminative algorithm. The correlation coefficient is used for express the relationship between wavelet coefficients energy at different scales of the signal resolution. Then pattern of these relations is utilized as a measure to discriminate the inrush current from fault current. For investigation the accuracy of the proposed algorithm different cases of inrush and internal fault currents is simulated by PSCAD/EMTDC software. Also, the proposed method is tested by the gathered data from experimental test at the laboratory. Current signals obtained from the simulation as well as the results obtained from the experimental test are employed by the proposed discriminative algorithm. Analysis of the simulation and experimental results show that the proposed method accurately identifies inrush and fault currents in the distance of the power transformer protection in a time period less than quarter of power frequency cycle. In addition to the sensitivity and high reliability, the proposed method has low computation work and does not required determining the threshold for each new power system.     

基于改进EMD与改进灰色相关度的防止变压器差动保护误动的新方法

为了有效防止变压器区外故障电流互感器(CT)饱和引起的差动保护误动以及区内故障CT饱和引起保护拒动,提出了一种基于改进经验模态分解(EMD)和改进灰色相关度的防止变压器差动保护误动的新方法。该方法主要利用了区内、区外故障时差流波形存在差异这一特点,只需定位故障发生时刻与第一个差流极值点出现时刻,将两时刻之间的差流波形进行关于坐标原点的对称变换,得到新的差流波形。之后将新的差流波形与正弦“小波”信号叠加得到合成波形,对合成波形进行改进EMD获得其第一个本征模态函数(IMF1),然后求取合成波形与其IMF1的改进灰色相关度。由于该方法仅需提取故障发生时刻与第一个差流极值点出现时刻的差流波形,且区内、外故障时的改进灰色相关度数值相差甚远,因此该方法能够保证快速、准确地对变压器区内、外故障做出识别,从而保证区外故障CT达饱和时保护不误动;区内故障时CT达饱和时,保护不拒动。PSCAD及Matlab仿真实验验证了该方法的可行性和有效性。