变压器匝间短路保护理论分析

利用变压器匝间短路时漏磁场变化来判定变压器的匝间短路故障，从而构成变压器匝间短路保护。     

匝间短路现象及检测

利用短路变压器观点分析水泵电机因匝间短路发生的电流变化情况,阐述了匝间适中引发绕组烧坏的特征,说明了加强匝间耐压测试的重要性。     

变压器轻微匝间故障的保护

首先对一次１１０ｋＶ／１０ｋＶ,３１５００ｋＶ·Ａ变压器的轻微匝间故障进行了分析,继而导出对变压器轻微匝间短路的实用计算方法。最后根据轻微故障的特点提出对变压器比率差动继电器通用特性选择的建议,供同仁参考。     

水泵电机匝间短路分析及检测

利用短路变压器观点分析水泵电机因匝间短路发生的电流变化情况，阐述了 区间短路引发绕组烧坏的特征，说明了加强匝间耐压测试的重要性。     

基于相序差动电流特征差异的换流变压器匝间保护优化研究EI北大核心CSCD

针对实际特高压换流变压器匝间短路故障时的二次谐波制动判据持续闭锁导致差动保护动作速度较慢的问题,该文详细分析特高压换流变匝间短路故障时的保护动作行为,通过理论分析换流变压器三相的相序差动电流变化量,发现匝间短路故障时具有故障相的相序差动电流变化量幅值为非故障相的两倍且相位差为180°的特定关系,在此基础上,提出相序差动电流开放判据。此外,为防止特殊涌流工况时开放判据误闭锁,增设基于涌流间断偏移特征的识别开放判据,并进一步构造整套基于相序差动电流特征差异的换流变压器匝间保护优化方案。通过现场录波及实时数字仿真(real time digital simulation system,RTDS)仿真验证,提出的保护方法在匝间短路故障且二次谐波制动判据误闭锁时具有高快速性,对于暴露问题的实际故障,保护动作时间由56ms缩短为20ms。同时,保护在各类涌流工况时可靠不误动。该保护算法具有计算量小,对数据采样率要求不高的特点。     

基于电压、电流不平衡度差值的干式变压器匝间短路故障识别方法

干式变压器绕组发生轻微匝间短路时,相电压、相电流等电气量变化甚微,不能作为表征匝间短路故障的敏感特征量,导致相应保护措施缺失,运行过程中设备烧毁事故时有发生。通过建立干式变压器“场-路”耦合仿真模型,利用实际试验和工程计算获取的状态参数,验证模型的准确性。通过建立和分析其绕组匝间短路故障数学模型,提取相电压、相电流不平衡度标幺值的差值,作为判断匝间短路故障的特征量。通过仿真分析不同工况下其绕组发生匝间短路故障时不同电气量的变化情况,论证了所提新故障特征量不仅能提前感知绕组匝间短路故障,而且能够克服固有的三相不对称及不平衡运行带来的影响,有效性、灵敏性兼顾,为实时监测干式变压器绕组匝间绝缘状态提供一种新方法。     

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．     

行波反射法在变压器绕组匝间短路故障定位中的应用

针对变压器绕组轻微匝间短路难以检测的问题,提出利用行波反射波的电压幅值进行匝间短路故障定位的方法。通过在变压器绕组线端输入单个低压脉冲以获取行波反射信号,从采集到的行波反射信号中提取相应的波峰电压幅值,以此作为故障诊断的电气量。根据匝间短路后对应匝波阻抗改变引起的反射电压突变,来实现匝间短路故障定位。仿真结果表明所提方法简单可行。     

基于重复脉冲法的变压器绕组匝间短路故障诊断

针对变压器绕组轻微匝间短路故障难以检测的问题,提出利用重复脉冲法的特征曲线进行匝间短路故障诊断的方法。分析了脉冲信号在变压器绕组内的传播过程,建立了反映该传播过程的变压器绕组分布参数电路模型,推导了发生匝间短路后波阻抗的变化规律。通过在变压器绕组一端输入一个低压脉冲,在另一端采集响应特性曲线,结合绕组匝间短路前后的2条响应特性曲线得到其特征曲线。分析特征曲线是否突起以此来判断是否发生匝间短路故障,从而实现故障诊断,而特征曲线的突起程度反映了绕组短路故障的严重程度。结合人工神经网络算法,对所提方法的故障识别率进行分析,仿真样本分析显示其故障识别率可达95%左右。仿真和实例分析结果表明了重复脉冲法对诊断变压器绕组匝间短路故障的可行性及准确性。     

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。     

励磁变压器事故分析与短路电流计算

介绍江苏利港电厂3号励磁变压器爆炸事故的经过。通过解体分析,长期的高温运行,变压器绝缘老化是变压器故障的原因;变压器过流速断保护出口配置不合理是故障范围扩大、设备损坏严重的原因。通过计算短路电流,证明了励磁变压器过流速断保护和发变组大差保护(287GMT)动作的正确性。     

基于特征电流波宽判据的变压器差动保护方法

变压器差动电流波形在区内故障后第一周期内由于非周期分量和高次谐波的影响而存在较大偏移,导致保护容易出现误判。为解决该问题,在PSCAD中建立变压器差动保护仿真模型,对三相差流瞬时值取绝对值后求和得到特征电流。研究发现励磁涌流与内部故障电流的特征电流在波形间断角和纵向偏移上存在明显差异,可以通过在时间轴上方设置合理的门槛值,取特征电流波形在该门槛值以下的波宽作为识别涌流与内部故障电流的判据,由此提出一种基于特征电流波宽判据的变压器差动保护方法。仿真表明该方案能有效提高保护动作速度,维持在20 ms左右,弥补了波形对称性原理的差动保护在可靠性和速动性上的不足。     

发电电动机励磁绕组匝间短路故障在线监测

通用的励磁绕组匝间短路故障在线监测方法未加分辨地采用定子中性点不平衡电流中的所有分数次谐波分量构成监测量及相应的报警值,可能因报警值较高而对小匝数故障不够灵敏。以江苏宜兴抽水蓄能电站发电电动机为例,计算小匝数励磁绕组匝间短路故障引起的定子中性点不平衡电流并实测正常工况下固有不平衡电流,在此基础上提出了一种改进的在线监测方案,提取由匝间短路引起的不平衡电流中含量较高的3/8次和5/8次谐波电流构成报警值。仿真计算结果表明,对于江苏宜兴抽水蓄能电站发电电动机,改进的在线监测方案能对3%及以上匝比的励磁绕组匝间短路故障发出警报,灵敏性优于通用监测方案。基于所提改进方案的在线监测装置已经成功投运于江苏宜兴抽水蓄能电站4号发电电动机。     

用短路试验结果判定变压器线圈的股间短路

本文首先建立了变压器的短路试验以及线圈股间短路的电磁场数值分析模型，对变压器线圈存在不同类型股间短路时的电磁场进行计算，由分析结果得到如下结论：可以利用短路试验结果判定变压器是否存在股间短路。     

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.