多绕组电力变压器内部短路稳态分析:（二）实验验证与差动保护灵敏度分析

通过在一台三相双绕组电力变压器内部设置各种短路来测试线端电压和电流,并与仿真计算的结果进行比较,验证了所提出的变压器内部短路故障分析的电路模型和计算方法.在此基础上,根据所设置的对地短路、匝间短路、相间短路等3种类型短路故障的仿真计算结果,分析了现有差动保护对这种变压器的保护灵敏度,指出纵差保护的灵敏度基本令人满意,而要提高零差保护的灵敏度,还需要进一步研究补偿措施.     

主设备后备阻抗保护反应绕组短路的灵敏度分析

大型发电机和超高压变压器的后备保护经常采用阻抗继电器。有些人误认为，后备阻抗保护对发电机定子绕组和变压器各侧绕组的相间、匝间短路、YN侧的单相接地短路有很高的灵敏度。实际上后备阻抗保护对发电机定子绕组和变压器绕组的各种内部短路的灵敏度往往很低，达不到绕组短路近后备保护的目的，它只能是发电机和变压器三相引线以及相邻线路和母线的后备保护。数字仿真计算充分证明上述结论的科学性。     

基于EMTDC的三相变压器阻抗保护性能仿真

变压器复压过流保护灵敏度不足时,一般都改用单相式阻抗保护,认为阻抗保护作为变压器内部故障及其他侧母线短路的后备保护灵敏度会高一些.利用PSCAD/EMTDC仿真软件构建模型,对变压器内部故障和各侧绕组引出端的相间短路进行了仿真分析.结果表明:阻抗保护对变压器匝间短路和匝地短路灵敏度很低,Y侧的阻抗元件也不能正确测量△侧...     

多分支大型水轮发电机内部故障主保护的灵敏度分析

多分支大型水轮发电机的内部故障计算及灵敏度分析是确定大型发电机保护的理论依据,文中用一种新的内部故障仿真软件对一台大型水轮发电机内部故障进行计算,并在计算结果的基础上,分析了裂相保护,不完全全纵差保护,单元件模差保护和传统纵差保护等几种主保护的灵敏度,比较其优劣,以期为大型水轮发电机组内部短路主保护的最佳方案选择提供依据。     

三相变压器后备阻抗保护性能仿真

变压器复压过流保护灵敏度不足时,常采用阻抗保护.实际上,后备阻抗保护对变压器内、外部短路的灵敏度很低,达不到后备保护的目的.文中利用PSCAD/EMTDC仿真软件构建模型,对变压器内部绕组发生匝间短路和匝地短路以及Y/Y 接线和Y/Δ接线变压器外部各侧绕组引出端的相间短路进行了仿真分析,并对仿真数据进行分析,确定出测量阻抗的轨迹和阻抗动作圆.结果表明:阻抗保护对变压器匝间、匝地短路灵敏度很低;Y侧的阻抗元件也不能正确测量Δ侧绕组引出端两相短路的阻抗.     

UPFC串联变压器匝间故障特性分析

串联变压器是统一潮流控制器(UPFC)的核心器件之一,其工作电压通常小于其额定电压。由于串联变压器特殊的运行特性,串联变压器的匝间故障纵差保护灵敏度大为降低。文中分析了UPFC串联型变压器匝间短路时影响差流的相关因素,找到了造成差动保护灵敏度降低的原因。并由此引入电压调整系数,调整差动计算中的变压器二次额定电流计算值。分析了引入电压调整系数后对差动保护的影响;给出了电压调整系数取值时需要注意的问题。最后以实际工程为例建立仿真模型,从保护灵敏度和防误动特性两方面,对所提方法进行了验证。     

变压器零序差动保护灵敏度分析

超高压和特高压变压器组一般由三个单相变压器组成,变压器内部基本上不会发生相间短路,主要的内部故障形式为单相接地和匝间短路。零序差动保护为y0/Y0/Y0或0Y/△接线变压器的Y0侧单相接地主保护,其灵敏度一般很高;但在非常接近中性点处发生单相接地短路时,如果短路的匝数很少,短路电流很小,零序差动保护的灵敏度可能不足,需要校验。该文用多回路分析的方法分析了0Y/△接线变压器Y0侧非常接近中性点处单相接地时零序差动保护的差电流,提供了一种用于工程实践中校验零序差动保护灵敏度的方法。     

故障分量比率差动对变压器轻微故障检测的研究

章将故障分量的比率差动保护与传统比率差动保护在检测变压器内部轻微故障，如匝间短路、高阻接地短路动作灵敏度方面作了一些比较，用EMTP建立了变压器匝间短路和高阻接地的模型，并在模型的基础上进行了仿真验证，充分说明了故障分量比率差动保护在性能上的优越性。     

大型凸极同步发电机定子绕组内部故障瞬态仿真

大型凸极同步发电机定子绕组内部故障的仿真计算对保护的配置具有重要意义。文中以多回路理论为依据，建立了大型凸极同步发电机定子绕组内部故障瞬态分析的数学模型；以匝间短路为例，给出了系数变化矩阵。通过在动模机上进行故障的动态模拟实验，验证了该方法的正确性。最后对三峡电站SF700－80／19720大型水轮发电机定子绕组一支路发生匝间短路的故障情况，进行了瞬态过程的仿真计算，验证了所配置单元件横差保护的灵敏度，结果令人满意。     

外部短路冲击下瓦斯保护动作性能研究

作为变压器的非电量主保护,瓦斯保护动作可靠性一直处于较低水平。近年来,外部短路冲击下瓦斯继电器误动跳闸的事故屡次发生,威胁变压器运行效率。为揭示瓦斯保护误动的本质原因,从绕组发热和振动入手,仿真研究了短路穿越电流对变压器内部油流和瓦斯保护的影响。为研究短路电流热效应对变压器内部油流的影响,采用有限体积法仿真计算了外部故障状态下变压器内部热场与流场耦合作用下的散热过程及流场变化。为分析绕组振动对油流的影响,仿真计算了外部短路情况下绕组的动态电磁力及振动位移,考虑流固耦合作用,计算求解了绕组振动引起的流场变化。结果表明,部件发热对变压器内部油流的驱动是持续性的,但短路电流的热效应对油流的驱动尚不足以引起瓦斯保护误动;绕组振动对油流的冲击更强烈且迅速,可能导致瓦斯保护误动。外部短路冲击下变压器的瞬态热场及流场的仿真计算分析在国内外均属首次开展,相关研究方法及结果可为瓦斯保护性能改进及提高提供参考依据。     

变压器零差保护接线正确性试验

<正> 高电压大容量的自耦变压器在系统中广泛采用,作为系统中的主要传输设备,对继电器保护提出更高的要求。作为变压器内部故障保护的纵联差动保护,在变压器内部发生单相接地短路时,灵敏度显得严重不足,为解决这一问题,近几年来,广泛采用零差保护。零差保护结线简单,有一些优点。如:对于变压器内部接地短路,在一次整定电流相合的情况下,灵敏度比纵差高2倍多(纵差保护的电流互感器按△接线时),同时,零差保护的定值,不受变压器变比变动的影响,这在带负荷调压或台步变动频繁的变压器     

多绕组电力变压器内部短路稳态分析:（一）建模与仿真

电力变压器线圈之间的耦合特性使其内部短路故障的外部特性具有复杂性。为了正确设计和整定变压器内部故障的继电保护方案，必须逐个地针对每种变压器内部短路故障分布情况找到外部故障特征。文中提出了一种分析电力变压器内部短路故障的电路模型和分析方法，并以一台双绕组变压器为例，对线圈内部对地短路、匝间短路、相间短路分别进行了仿真计算，给出了外特性随故障类型和故障位置变化的规律。     

整流变压器纵差保护二次侧电流最佳补偿方程及整定特征

为弥补当前国内外大容量整流变压器只有过流保护而无纵差保护的缺失,论述了建立整流变压器纵差保护的关键内容。首先,提出并论证了整流变压器纵差保护阀侧电流互感器二次侧电流采样值的特殊处理方法,以及网阀两侧进入纵差保护CPU参与差动电流、制动电流计算的三相电流有效值应当采用何值,即论证其最佳补偿(或称转角)方程,它与常规电力变压器、换流变压器、电炉变压器等的补偿方程都不相同。然后,提出并论证了整流变压器阀侧两相短路时网侧电流相位及模值的独特计算方法。分析了两相短路及单相接地短路时整流变压器纵差保护的动作特性。整流变压器纵差保护整定计算特征能使整流变压器区内短路时动作灵敏度显著提高,并且使纵差保护的动作范围显著扩大,能保护整流桥的阀短路及直流输出端的短路故障。     

一种基于电流比变化量的变压器匝间短路保护方法

变压器匝间短路特别是少匝数短路时,现有保护很难检测并发现故障。基于变压器绕组两侧电流比值与两侧绕组匝数比值之间的对应关系,提出了一种电流比变化量匝间保护方法,构建了保护动作判据。该方法不仅能躲过变压器内部相间故障及变压器外部短路的影响,还能区分匝间短路故障相,具有很高的保护灵敏度。通过对试验变压器进行的内部匝间短路试验,验证了所提方法的有效性。     

利用波形非正弦度分形估计值识别励磁涌流

以正确鉴别变压器励磁涌流和短路电流为目的,提出一种利用波形非正弦度分形估计的电力变压器励磁涌流与内部故障电流识别方案。利用变压器励磁涌流和内部故障电流波形特征的不同,对差动电流波形进行波形非正弦度计算并分析。通过复合形态滤波算法滤除信号中的各种噪声和扰动,保证了算法的可靠性。在比较励磁涌流与短路电流波形非正弦度各自特点的基础上,提出了一种新的变压器保护方案。仿真试验结果表明:该方法能可靠识别励磁涌流与短路电流,对轻微内部故障也有较高的灵敏度。     

变压器短路电流分析计算

对变压器内部短路故障进行了仿真分析,并举例说明了变压器外部三相短路时流过绕组中的电流计算方法。     

基于模糊集合理论的变压器匝间短路保护算法及仿真研究

介绍了一种适合EMTP仿真程序的变压器模型，该模型能模拟变压器各种匝间短路和绕组对地短路；结合传统的比率制动式差动保护，提出了基于模糊集合理论的变压器匝间短路保护新算法，利用隶属函数使得制动系数能根据变压器不同的运行工况作出相应的调整。仿真结果表明该算法具有很大的灵活性和自适应性，既保证了在区外故障时有足够的可靠性，在区内匝间短路时又具有很高的灵敏度。     

220 kV线路距离保护在V ／ X接线牵引变压器短路时的测量阻抗分析

基于V/V接线牵引变压器低压侧短路时短路电流分析,推导出该短路情况下,电源侧变电所220 kV线路距离保护相间阻抗元件和接地阻抗元件的测量阻抗计算式,并根据计算式给出了V/V接线牵引变压器低压侧两相短路和三相短路时的220 kV线路距离保护的最小测量阻抗。对V/X接线牵引变压器的各种短路类型进行了分析,发现只要将牵引变压器等值参数Z变为Z′或Z″,V/V接线牵引变压器短路时对220 kV线路距离保护的测量阻抗的分析,同样适用于V/X接线牵引变压器短路情况。通过仿真实验,验证了所推导的测量阻抗计算式的正确性,其适用于V/X接线牵引变压器。最后基于上述理论分析和仿真实验结果,给出了220 kV线路距离保护整定计算公式和注意事项。     

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。     

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。