一种高可靠的自适应励磁涌流制动方法

在简述传统二次谐波制动原理和存在问题的基础上,分析了空投于无故障变压器和有故障变压器时差动电流基波含量和二次谐波含量的变化特性.利用该特性提出一种自适应的励磁涌流制动方法.通过该方法实时判断变压器的运行状态,确定可靠闭锁或及时开放差动,解决现有方法在励磁涌流制动和差动保护正确快速动作之间的矛盾,提高了励磁涌流制动的灵敏性,确保变压器在仅有励磁涌流的情况下可靠制动,在任何有区内故障的情况下又能正确快速动作.     

基于样波分析的变压器励磁涌流判别

二次谐波制动原理的变压器差动保护，在变压器空投或故障切除后恢复复供电时，不能很灵敏的反应上旨变压器发生的某些故障，如轻微匝间故障（3％匝左右），励磁涌流很长时间才衰减，导致差动保护延缓动作。针对上述情况，本文提出一种新的励磁涌流样波分析方法，根据励磁涌流与故障电流的波形特点，采用标准的样波作矢量分析在空投时有效闭锁差动保护，空投内部故障时不降低保护的灵敏度，提高了保护的运作时间。     

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.     

变压器区内故障并联补偿电容器谐波电流对差动保护的影响

某220kV降压变压器在低压侧差动保护区内故障时,两套不同制动原理的纵联差动保护出现了不同的动作行为。通过对保护装置故障录波数据的离线分析计算,发现了相间故障时,低压侧并联补偿电容器的自由振荡谐波电流对变压器纵联差动保护的影响原因。分析了故障期间并联补偿电容器的谐波电流产生原因及幅频特性,并提出了对差动保护原理的改进建议。     

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。     

识别变压器励磁涌流的1/4周波面积比较法

为识别变压器励磁涌流和内部故障电流,提出了利用波形特征识别变压器励磁涌流的1/4周波面积比较法。该算法以工频一周波为数据窗长,将数据窗内的差流波形按时间均分为4份,根据各份面积之间的比值来识别励磁涌流和内部故障电流。该算法既能识别出单向涌流,又能识别出对称涌流,算法稳定性好,高次谐波分量对其影响也较小。该识别法与二次谐波制动原理相比,不会出现某些内部故障情况下由于二次谐波大可能造成差动保护延时动作的问题。大量的软件仿真和动模实验证明了该方法的可靠性和可实施性。     

论变压器差动保护

本文较详细地论述了变压器差动保护原理,以及我国变压器差动保护发展过程。同时文章对变压器在空载合闸保护区外故障切除电压恢复时所产生的励磁涌流,对变压器差动保护的影响也进行了阐述。由于变压器差动保护不同于一般差动原理,因此以故障时的短路电流与励磁涌流的差异,根据其特点采用了直流制动原理、谐波制动原理和间断角比较原理等研制成不同的变压器差动保护,以及利用磁通制动原理的差动保护都一一作了较详细的阐述,并比较各自的优点,读后,对变压器差动保护能有一个较系统的了解。最后文中还指出计算机保护是继电保护的发展方向,因此一种新型的计算机型变压器差动保护必将诞生使用。     

变压器差动保护二次谐波制动仿真分析

变压器差动保护中传统的二次谐波制动方案在变压器空载合闸、内部故障或外部故障切除时,若TA饱和,变压器差流中二次谐波含量较低,差动保护容易误动。文章首先分析了变压器空载合闸中励磁涌流的二次谐波和基波之间的幅值关系,利用二次谐波制动的原理防止励磁涌流造成差动保护误动作,这也是目前最普遍应用的方法。通过建立合理的变压器模型,在不同的情况下进行各种二次谐波仿真、比较,验证了其可靠性与正确性。     

基于采样值差动的励磁涌流鉴别方法

针对目前微机变压器保护中普遍采用的利用２次谐波和间断角原理识别变压器励磁涌流的缺陷,提出利用采样值差动鉴别励磁涌流、分相制动的新原理。动模实验表明：该原理可较好地解决传统制动原理动作速度慢,受系统谐波影响大,对对称性励磁涌流鉴别困难等不利因素,且上有良好的可靠性。     

自适应变压器励磁涌流判据研究

基于差流谐波正序分量的变压器励磁涌流判据能够有效识别励磁涌流和内部故障。为了进一步提高差动保护的励磁涌流闭锁可靠性和内部故障动作快速性,分析了变压器端电压及其基波正序分量突变量在励磁涌流和内部故障时的不同特征,由此确定了自适应控制因子Q,并将Q加入到差流谐波正序分量的励磁涌流判据中,进而提出了一种自适应变压器励磁涌流新判据。大量EMTP仿真及动模实验表明：新判据能够在励磁涌流时自动降低涌流制动定值,提高涌流的闭锁可靠性;在内部故障时自动升高涌流制动定值,提高区内故障时保护的动作速度。     

基于两点乘积算法的变压器励磁涌流识别新方法

为解决变压器差动保护由于励磁涌流而经常误动的问题,从变压器磁特性出发,针对励磁涌流波形畸变严重且会出现尖顶波,而故障电流基本保持基频正弦波特征的特点,提出用两点乘积算法来识别变压器励磁涌流。该方法利用三角函数定理,通过差分滤波得到差动电流,求得多组相邻2电流的平方和,然后比较相邻2组平方和的比值来判断励磁涌流,通过对动模试验数据的分析计算验证本方法的有效性。     

一种基于差动电流波形特征的励磁涌流识别新方法

分析变压器励磁涌流和内部故障电流的波形特征,提出励磁涌流识别的新方法。内部故障电流的全波傅氏计算结果与半波傅氏计算结果接近,而励磁涌流的全波傅氏计算结果与半波傅氏计算结果差别较大。根据差动电流的全波傅氏算法计算结果以及全波傅氏算法计算结果与半波傅氏算法计算结果的差值,求取半个工频周期内该差值的积分与全波傅氏算法计算结果的积分的比值。若比值大于整定值判为励磁涌流,否则判为内部故障电流。理论分析和动模试验结果表明,该方法能够快速区分励磁涌流和内部故障电流,同时可以分相制动,提高了差动保护的可靠性和安全性。     

A novel algorithm for discrimination between inrush current and internal faults in power transformer differential protection based on discrete wavelet transform

This paper proposes a novel methodology for transformer differential protection, based on wave shape recognition of the discriminating criterion extracted of the instantaneous differential currents. Discrete wavelet transform has been applied to the differential currents due to internal fault and inrush currents. The diagnosis criterion is based on median absolute deviation (MAD) of wavelet coefficients over a specified frequency band. The proposed algorithm is examined using various simulated inrush and internal fault current cases on a power transformer that has been modeled using electromagnetic transients program EMTDC software. Results of evaluation study show that, proposed wavelet based differential protection scheme can discriminate internal faults from inrush currents.     

基于波形时域分布特征的变压器励磁涌流识别

提出了一种基于波形时域分布特征的新型变压器励磁涌流识别方法。文中在直方图技术的基础上定义电流波形分布系数,分析了变压器内部故障电流和励磁涌流的波形分布特征,在此基础上将两个不同子区间的分布系数的比值定义为波形分布特征系数,提出了根据该系数大小来识别励磁涌流的具体实现方案,并分析了确定子区间数目的理论依据。利用动模实验和数字仿真数据对本方法做了验证分析,结果表明:本方法计算量小,能快速区分励磁涌流和故障电流,在可靠性和灵敏性等方面的性能优于目前的二次谐波判据和间断角判据。     

利用双重特征量鉴别变压器励磁涌流的高阶统计原理

励磁涌流是制约变压器差动保护成功率的主要原因之一,为此提出一种基于Jarque-Bera系数来识别励磁涌流的新策略。对变压器区内故障电流和励磁涌流波形的整体形态进行特征分析,利用两者波形正弦度不同所导致的正态性差异,结合Jarque-Bera算法在正态性检验领域中的优势,对变压器差动电流进行绝对值处理后求取杰 氏系数,根据该系数大小选取合适的阈值来辨识励磁涌流和故障差流。仿真测试了变压器各种工况下的差流波形。与二次谐波制动方案进行对比分析,表明所提方法原理清晰,且具备良好的抗干扰性能,即使在电流互感器饱和的情况下,也能迅速、准确地识别出励磁涌流。最后,通过现场试验录波数据分析,进一步证明了该方法的正确性。     

基于非饱和区域波形相关分析的励磁涌流鉴别方法

提出一种基于波形相关程度鉴别变压器励磁涌流与故障电流的新方法.该方法通过比较动态差流短数据窗内各采样点代数和的大小,寻找出励磁涌流或短路故障下变压器的非饱和区域,由非饱和区内采样数据的最大值及其位置构造出2种形式的标准正弦波,再分别计算非饱和区内差流采样波形与2种构造正弦波的相关程度,根据相关系数平均值的大小区分励磁涌流与故障电流.动模试验结果分析表明,该方法在变压器运行中发生内部故障以及带故障空载合闸时,能够快速开放纵差保护;在空载合闸发生励磁涌流时,能够可靠闭锁纵差保护,并且能够实现分相闭锁,具有较好的抗电流互感器饱和能力.     

基于瞬时功率的变压器励磁涌流和内部故障电流识别新方法

在分析瞬时功率频谱特性的基础上，提出了一种基于瞬时功率的变压器励磁涌流和内部故障电流识别新方法。该方法主要依据变压器两侧三相差瞬时功率幅频特性中直流分量和基频分量的相对关系来识别变压器励磁涌流和内部故障电流。该方法具有传统变压器电流差动保护简便易行的特点，并从能量守恒的角度出发，进一步揭示了变压器励磁涌流与内部故障电流本质上的不同。HYBRISIM混合仿真实验结果表明该方法简单可靠、识别效果明显。     

电力变压器励磁涌流和内部故障识别新方法

区分励磁涌流和内部故障时的短路电流,是变压器差动保护的难点技术之一,虽然目前已有多种方法,但每种方法都或多或少地存在着一些问题,空载合闸误动或内部故障时拒动(或延时动作)的情况还时有发生。在引入瞬时无功功率理论的基础上,提出了一种依据变压器两侧三相差瞬时有功功率和瞬时无功功率直流分量比值的变化关系来识别变压器励磁涌流和内部故障电流的新方法。该方法不仅简便易行,而且从平均有功和平均无功的关系出发,进一步揭示了变压器励磁涌流与内部故障本质上的不同。RTDS仿真实验结果表明:该方法简单可靠,识别效果显著。     

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。