一起主变差动保护误动实例分析及对策探讨

根据一台变压器空载合闸造成另一台并联运行变压器差动保护动作的故障录波数据,分析了运行变压器差动保护误动的原因.由于空载合闸变压器产生的励磁涌流引起桥侧电流互感器传变特性发生改变,从而使差动电流中的二次谐波含量降低,二次谐波闭锁保护失效,导致变压器差动保护误动.根据现场的实际情况和误动原因,探讨了如何防止励磁涌流引起的主变差动保护误动的对策.     

内桥接线主变压器差动保护误动原因分析

内桥接线变电站的主变压器并列运行时,其中一台变压器支路空载合闸或故障时,内桥开关将通过很大的励磁涌流或短路电流。在此情况下,正常运行的变压器差动保护可能发生由于电流互感器暂态传变特性差异以及产生和应涌流现象而导致保护误动。文中结合一起变压器差动保护连续误动的事故,对内桥接线方式下,电流互感器传变特性差异、和应涌流的产生进行了理论分析和仿真验证,并对励磁涌流的二次谐波闭锁能力进行了分析计算。最后提出了内桥接线方式下改进的变压器差动保护接线方式等解决措施,以防止差动保护误动。     

变压器和应涌流现象及实例分析

根据一起现场发电机差动保护误动录波数据验证了变压器空载合闸时相邻变压器中和应涌 流的存在,分析了保护误动的原因。与空载合闸变压器相邻的变压器产生的和应涌流引起低压侧 发电机定子电流增大,在发电机定子电流变化的过程中,发电机差动两侧电流互感器的传变特性发 生改变,从而使差动保护两侧电流相位偏离了正常值,导致发电机差动保护误动。根据现场的实际 情况和误动原因,文中给出了几种解决方案。     

电流互感器暂态饱和对和应涌流传变的影响

研究了和应涌流造成电流互感器暂态饱和情况下,经电流互感器传变后和应涌流的二次谐波舍量与间断角的变化.推导了和应涌流的二次谐波含量计算公式;分析电流互感器暂态饱和后传变工频分量与二次谐波分量的特性,从而计算经电流互感器传变后和应涌流的二次谐波含量,并分析电流互感器暂态饱和对和应涌流间断角的影响.研究表明,相同涌流时间宽度的励磁涌流与和应涌流具有相同的二次谐波含量,和应涌流本身并不是引起差动保护误动的原因;当电流互感器饱和时,其传变高次谐波的能力比传变低次谐波的能力强,即经饱和电流互感器传变的和应涌流,二次谐波含量将升高;经饱和电流互感器传变的和应涌流间断角将减小,并且电流互感器饱和越严重,间断角减小得越多.     

直流分量对变压器差动保护影响的仿真分析

介绍了几种电力系统中产生直流分量的因素,设计了励磁涌流产生模型与叠加直流分量的仿真模型,分析了直流分量对电流互感器(TA)暂态传变特性的影响,并通过空载合闸投入变压器同时流入直流分量的仿真,研究TA传变异常对励磁涌流判据的影响。研究结果表明,直流分量将改变TA传变特性,二次侧电流波形发生畸变,对励磁涌流闭锁二次谐波制动、间断角等判据产生影响,易引起变压器差动保护误动。     

电流互感器暂态特性对涌流传变的影响

在涌流期间,现场发生了多起变压器和相邻输电线路等电力元件差动保护误动的事故,严重威胁电网的安全稳定运行。原有误动分析中只考虑了变压器涌流暂态过程,少有考虑其与电流互感器等非线性铁磁元件电磁暂态交互作用过程。首先分析了变压器涌流波形特征量变化规律,并利用构建的工业保护用CT(P/PR)的Lucas仿真模型,仿真研究了CT暂态传变特性对涌流二次谐波比和间断角的影响规律。研究表明,涌流的二次谐波比与波形间断角取决于变压器铁心饱和角,饱和角越大,二次谐波比越小,而波形间断角越大,反之相反。经CT传变后涌流的二次谐波比变大,和应涌流波形间断角变小。励磁涌流波形间断角变化情况取决于负载电阻大小,可能变大,也可能变小。研究结论可为改进多非线性铁磁元件交互作用下变压器差动保护提供指导。     

涌流工况下换流变压器零序差动保护误动对策

针对高压直流输电工程中换流变压器零序差动保护误动的案例,采用基于工程实际参数的高压直流输电仿真模型,对换流变压器外部故障切除恢复性涌流及空载合闸励磁涌流导致中性线零序电流幅值较大且衰减缓慢的现象进行了仿真分析。通过识别中性线零序电流与自产零序电流波形呈现出的相似度特征在涌流工况和区内故障时的差异,提出了基于零序电流动态时间弯曲距离的换流变压器零序差动保护新判据。经仿真算例和录波案例验证,该判据在各类区内故障时具有与传统零序差动保护相同的保护范围及抗过渡电阻能力,可以正确辨识涌流工况下电流互感器传变异常引起的虚假差动电流,进而降低零序差动保护误动风险。     

基于MATLAB的变压器恢复性涌流仿真研究

旨在研究变压器区外故障被切除后的暂态过程特性,为变压器差动保护的正确动作提供理论参考。首先从变压器恢复性涌流产生暂态过程进行分析;其次利用了MATLAB中的电力系统模块库(PSB)建立变压器区外故障时恢复性涌流产生的数字仿真模型,并对对恢复性涌流的影响因素和二次谐波进行仿真分析;最后根据仿真结果分析得到变压器恢复性涌流本身不会引起变压器差动保护误动,但是由于变压器各侧的电流互感器暂态特性不一致形成的差流,可能导致差动保护误动的结论。     

和应涌流导致差动保护误动原因分析

和应涌流可能引起运行变压器或发电机的差动保护误动,影响变压器与发电机的正常运行.目前,还没有防止和应涌流引起相关差动保护误动的有效措施,现场主要是靠二次谐波励磁涌流判据或三次谐波电流互感器饱和判据起到一定的闭锁作用.首先结合和应涌流的特点分析了与其相关的差动保护误动的原因主要在于电流互感器发生饱和,进一步通过多起现场误动实例与仿真,着重分析了不同类型的和应涌流发生时,电流互感器饱和检测判据所起到的闭锁作用.结果证明,虽然电流互感器饱和判据在变压器级联形式下能起到一定的闭锁作用,但在变压器并联或与多电源相连时很难起到较好的闭锁作用.     

电流互感器二次侧并联接入变压器差动保护装置的问题研究

差动保护作为主保护,必须保证能够准确快速地切除故障并防止误动。以内桥接线变压器为研究对象,分析了在差动保护电流互感器二次侧并联接入保护装置的情况下,当保护区内、区外发生故障时差动保护的动作情况,分析发现当保护区外故障以及近侧变压器空载合闸后,由于制动电流很小,电流互感器严重饱和,因而产生很大的不平衡电流可能导致比率制动的差动保护误动。仿真结果表明在近侧变压器空载合闸时,带负荷变压器的电流波形严重恶化,差动电流突然增加并且二次谐波含量过低从而使得差动保护误动。最后提出了相应防范对策。     

变压器和应涌流产生机理及其特性分析

变压器在空载合闸或外部故障切除后电压恢复时在相邻变压器产生和应涌流,易引起相邻变压器差动保护和后备保护误动现象.基于磁链变化角度总结了和应涌流的产生机理,分析了和应涌流的波形特征及其变化特点.通过对2台单相变压器并联运行时1台空载合闸的分析和仿真,验证了和应涌流的产生机理,得出端口电压的变化使变压器磁链(磁通)发生变化...     

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。     

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。     

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.     

水利水电建设与新一轮的西部大开发

针对我国西部水利水电资源极为丰富的特征及社会各界对水利水电开发产生的误解,结合国家西部大开发战略,分析了我国西部水资源开发现状,并与国外进行了比较,结果表明,我国水电开发程度还比较低,而发达国家的水电开发程度普遍比较高,生态环境也越好。因此,片面强调原生态不仅不是什么生态文明,而是一种生态愚昧。西部经济发展的本身,必须解决好水资源时空分布不均的矛盾,发挥西部某些地区的资源优势。我未来的发展必然要依靠清洁能源和可再生能源的可持续发展,可以说,中国可持续发展的希望在西部大开发的成败。     

特高压交流试验示范工程主变保护误动作分析

笔者分析了特高压交流试验示范工程系统调试过程中出现的荆门站1000 kV 1号主变压器空充跳闸事件.根据调压补偿变励磁涌流的特点,结合1 000 kV 1号主变压器调压补偿变保护二次谐波制动和波形分析制动的原理.重点分析了1 000 kV 1号主变压器调压补偿变第1套保护装置SGT756和第2套保护装置RCS978C动...     

高压内置型变压器空投导致零序电流保护误动分析及对策

对高压内置型变压器励磁涌流及其零序分量特性进行深入分析。结合该类型变压器结构特点,指出与常规变压器相比,高压内置型变压器涌流零序分量更大且衰减更为缓慢,造成相关零序电流保护更容易发生误动。在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,分析了合闸角、剩磁和运行方式对高压内置型变压器空投时的励磁涌流零序分量的影响,并给出了零序电流保护误动概率。建议通过优化零序电流保护定值、增加空载合闸运行及间隔时间、采用涌流抑制措施来保证变压器正常投运。     

采用波形识别的直流50Hz保护优化改进策略

结合近几年来南方电网多次出现的变压器空投涌流引起直流50 Hz保护动作事件,仿真研究了励磁涌流、和应涌流及故障电流波形特征差异性,在不降低保护灵敏度的原则下,提出了一种基于波形识别的直流50Hz保护优化改进策略,并在高压直流PSCAD/EMTDC控制保护仿真模型的基础上结合优化改进策略自定义创建直流50Hz保护闭锁模型,从交流系统强度变化、换流变压器空载合闸角变化、换流变压器铁芯剩磁变化三个角度对所提出的优化策略进行仿真验证。结果表明,所提出的基于波形识别的直流50Hz保护优化改进策略能正确地实现直流50 Hz保护的闭锁和解锁,在不影响直流系统安全稳定运行的情况下很好地解决了变压器空投涌流引起直流50Hz保护误动的问题。     

A current-based solution for transformer differential protection.I. Problem statement

This paper analyzes the problem of transformer differential protection. First, the authors review the concept of transformer differential protection. They then analyze magnetizing inrush, overexcitation and current transformer (CT) saturation phenomena as possible causes of relay misoperation. Finally, they summarize the existing methods for discriminating internal faults from inrush and overexcitation conditions