分级式高压可控并联电抗器微机保护配置及原理分析

分析了高压可控并联电抗器匝间短路时负序电流和零序电流的计算方法,并以晋东南-荆门1 000 kV特高压电网实例进行计算,得出了有价值的结论,依据计算所得结论提出了电抗器新原理的绝对值比较式负序及零序复合型方向保护判据,其灵敏度较高、整定方便.分析认为:由于分级式可控并联电抗器的特殊结构及其纵差保护主要是保护高、低压侧的单相接地故障,因此宜采用分侧差动,不宜采用一般变压器常规的高、低压侧电流互感器组成的差动,也不宜采用零差.     

分级可控型高压并联电抗器控制绕组的匝间保护

传统的分级可控型高压并联电抗器(以下简称分级可控高抗)保护装置,通过基于磁平衡的差动保护和控制绕组自产零序过流保护反映其控制绕组的匝间短路故障,存在着灵敏性低、速动性差和定值整定困难等不足。为此,文中提出了一种专用于分级可控高抗控制绕组匝间短路故障的保护新方法。它综合利用分级可控高抗的电压、网侧绕组电流和控制绕组电流等电气量,由差动保护检测元件、零序过流检测元件和区外异常检测元件共同构成,既能提高控制绕组匝间短路故障时保护的速动性、灵敏性和可靠性,又能简化保护定值整定。     

基于双端电流波形相关度识别的线路零序差动保护启动元件

对一起线路保护误动案例的分析结果表明:若某侧电流互感器在区外故障时发生轻微暂态饱和,因其电流波形畸变不明显使饱和判据失效,零序差动保护容易误动作。为解决这一问题,对三相电流互感器的暂态饱和特性进行了分析,得到了暂态饱和时间与故障角、故障电流的关系,并采用迭代方法计算出进入饱和的最小时间和使电流互感器饱和的最小全偏移故障电流。在此基础上,以两端零序电流作为识别对象对电流互感器饱和状态进行鉴别,构建了改进的零序差动保护启动元件。在电流互感器有剩磁和无剩磁工况下对各种故障进行了仿真,结果表明该启动元件可大幅提高零序差动保护动作的准确率,证明了其可行性和有效性。     

基于不平衡电压的相控电抗器匝间短路故障保护方法

相控电抗器在结构上属于干式空心电抗器,工作时其电流会随着相控触发角的变化而变化,其等效阻抗也随之变化.常规干式空心电抗器的匝间短路保护针对恒定阻抗的电抗器设计实现,并不适用于相控电抗器.文中提出一种相控电抗器匝间短路故障保护方法.首先,根据相控电抗器的接线和工作特性,得到两个电抗器之间的不平衡电压;然后,采用滑动数据窗积分的方式计算其不平衡电流;最后,基于差动保护的原理实现了匝间短路故障的判断.所提方法消除了晶闸管触发角对匝间短路故障判据的影响.基于实际工程参数的实时数字仿真结果验证了所提方法的有效性.     

基于Yn/Δ接线变压器零序纵差保护原理研究

变压器传统电流差动保护在反映接地故障及匝间故障时灵敏度存在着不足,由此提出了在变压器区内弱故障时仍能可靠动作的基于零序电流的纵差保护方案,不同于目前所说的零序电流差动只是针对变压器Y侧绕组应用,利用Y以及 侧绕组中的零序电流构成差动保护。按照典型的电流互感器配置方案, 侧绕组电流未知,采用零序等值电路计算 侧绕组中的零序环流,PSCAD仿真以及动模数据均验证了该方法的正确性。通过变压器各种故障情况下零序纵差保护和传统保护性能的比较表明：零序电流纵差保护在反映单相接地和小匝间短路时灵敏度更高,且受励磁涌流影响更小。     

WDK-600微机电抗器保护装置匝间保护原理分析

匝间保护是并联电抗器保护的主保护之一,可有效反应并联电抗器内部的匝间短路故障。WDK-600微机电抗器保护装置采用由电抗器高压零序电流、零序电压组成的零序阻抗继电器,弥补了以前阻抗补偿原理存在过补偿和欠补偿,补偿度难整定的不足。通过零序功率方向保护与零序阻抗保护的对比,介绍了WDK-600装置匝间保护的特点、基本原理、动作判据,不仅定性地分析了故障类型,而且从定量的角度分析了故障特征,为日后现场调试匝间保护提供借鉴作用。     

基于Yn/Δ接线变压器零序纵差保护原理研究

变压器传统电流差动保护在反映接地故障及匝间故障时灵敏度存在着不足,由此提出了在变压器区内弱故障时仍能可靠动作的基于零序电流的纵差保护方案,不同于目前所说的零序电流差动只是针对变压器Y侧绕组应用,利用Y以及侧绕组中的零序电流构成差动保护.按照典型的电流互感器配置方案,侧绕组电流未知,采用零序等值电路计算侧绕组中的零序环流,PSCAD仿真以及动模数据均验证了该方法的正确性.通过变压器各种故障情况下零序纵差保护和传统保护性能的比较表明:零序电流纵差保护在反映单相接地和小匝间短路时灵敏度更高,且受励磁涌流影响更小.     

WDK-600微机电抗器保护装置匝间保护原理分析

匝间保护是并联电抗器保护的主保护之一,可有效反应并联电抗器内部的匝间短路故障.WDK-600微机电抗器保护装置采用由电抗器高压零序电流、零序电压组成的零序阻抗继电器,弥补了以前阻抗补偿原理存在过补偿和欠补偿,补偿度难整定的不足.通过零序功率方向保护与零序阻抗保护的对比,介绍了WDK-600装置匝间保护的特点、基本原理、动作判据,不仅定性地分析了故障类型,而且从定量的角度分析了故障特征,为日后现场调试匝间保护提供借鉴作用.     

一种利用小波原理防止变压器差动保护误动的新算法

外部短路时,由于电流互感器（CT）饱和所引起的暂态不平衡电流造成的变压器差动保护误动作,一直是变压器差动保护中的一大技术难题。作者从理论上分析和证明了在外部发生短路故障时,电流互感器不会立即饱和,暂态不平衡电流也不会立即出现的现象,并提出了一种应用小波变换原理提取故障暂态特性,准确检测故障发生时间,利用“时差法”来有效地防止变压器变动保护因外部短路引起的不平衡电流造成误动作的新算法。     

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.     

750kV系统继电保护研究

分析了750kV系统的分布电容和非周期分量问题,提出多种滤波器结合的滤波方法,线路保护采用较大比率制动系数和浮动制动门坎、变压器保护采用初始带制动的比率制动特性和浮动制动门槛、母线保护采用自适应加权的抗饱和措施;分析了750kV变压器励磁涌流和过励磁的问题,针对励磁涌流提出了Δ→Y变换调整变压器差动各侧的电流相位方法,针对过励磁问题提出了软件计算频率和均方根法计算电压的幅值;分析了电抗器保护匝间短路灵敏度,提出了自适应补偿零序功率方向的方法。最后总结了满足750kV工程要求的保护配置。     

RCS-978变压器成套保护装置

介绍了ＲＣＳ－９７８数字式变压器成套保护装置的硬件组成,保护原理及功能,它集成了一台主变的全套电量保护,对每台主变采用双套主保护,双套后备保护的配置原则,可提高安全性和可靠性,装置中差动保护采用了独特的差动二次电流相位调整方法,可靠的励磁涌流及ＴＡ饱和判据,反时限过激磁保护的动作特性针对不同的变压器过励磁倍数曲线进行配合。主保护包括高灵敏度的工频变化量比率差动,稳态比率差动,差动速断、零序比率差动     

大型汽轮发电机绕组同槽同相调查及保护方案定量化设计

大型汽轮发电机实际存在定子绕组匝间短路,不装设匝间短路保护是发电机安全运行的严重隐患.文中以2台300 MW汽轮发电机主保护配置方案的定量化设计为例,说明保护人员应与业主、电机制造厂家密切配合,争取汽轮发电机中性点侧引出2个中性点并装设分支电流互感器,为装设横差保护和不完全纵差保护提供可能,从而对发电机的安全运行提供高质量的保证.     

磁控式并联电抗器控制绕组匝间故障分析及保护方案

基于实际工程介绍了一种超高压磁控式并联电抗器的励磁系统构成,分析了控制绕组匝间短路的故障特征。结合MATLAB数字仿真和动模实验结果,提出了以过电压保护作为控制绕组匝间保护方案存在延时动作且可能拒动的潜在问题,分析其原因在于故障时直流母线极间电压中的故障特征只含有间断的电压尖峰而非连续的交流过电压,且在某些情况下完全不显示故障特征。建立了故障后励磁系统的电流分布模型,得出故障后直流母线极间电压中故障特征的出现依赖于总控制电流过零的结论。提出以总控制电流中的基波分量作为判据的控制绕组匝间保护新方案,该方案在小匝间故障时仍具有很高的灵敏度,结合仿真结果论证了新方案的有效性。     

1 000kV南阳变电站110kV侧的继电保护配置

1 000kV特高压南阳变电站110kV侧低压无功补偿设备与传统超高压变电站的低压无功补偿设备相比,在设备原理、设备容量、接线方式、保护原理和控制方案方面存在较多的特殊性和创新性。介绍了大容量并联电容器组双桥差保护接线的方案;110kV新型负荷开关的应用使110kV系统的无功设备保护跳闸采用2级出口,失灵保护采用的2级失灵方案;母线死区故障采用特殊跳闸方案;特高压变电站站用变容量相对较小,针对电流互感器（current transformer, CT）配置、继电保护定值整定、系统调试等方面出现的新问题提出了解决方案。鉴于南阳站站用电系统接线方式的特殊性,提出了110 kV站用变差动保护范围的优化方案。     

500 kV磁控式并联电抗器控制绕组保护方案

磁控式并联电抗器(MCSR)铁芯上绕有网侧绕组、补偿绕组和控制绕组,其中控制绕组作为控制无功功率输出的核心部分,对其保护性能的要求很高。基于一种已经投入运行的MCSR励磁系统结构,文中详细分析了控制绕组发生接地故障、相间短路和匝间短路的故障特征,提出了新的MCSR控制绕组保护方案,给出了整定计算原则。利用低电压与过电流复合型保护作为接地故障的保护,有效消除了死区;利用每相两绕组基波电流比相保护作为控制绕组相间短路的保护,提高了保护灵敏度;利用基于电流变化量的保护作为控制绕组匝间短路的保护,轻微匝间短路也有较高灵敏度。仿真结果验证了新原理的有效性。     

基于超高压自耦变压器中性点零序电流的方向比较 纵联保护的研究

随着电力系统向超高压方向发展,自耦变压器容量越来越大,而其零序阻抗越来越小,导致保护上虽然零序电流达到定值。但零序电压很小,不满足灵敏度要求,零序方向元件误动和拒动,从而零序方向纵联保护无法投入。但超高压自耦变压器中性点所产生的数值很大的零序电流的作用一直被忽略,没有被有效利用。据此提出利用自耦变压器中性点零序电流来代替保护上两侧零序电压的基于自耦变压器中性点零序电流的方向比较纵联保护方案。该方案以自耦变压器中性点零序电流为参考量,与两侧保护处的零序电流进行比相,以两者相位差作为方向判据,判断自耦变压器两侧故障方向,进而根据纵联方向比较原理比较两侧故障方向来易区分内部故障和外部故障。该方案能够消除保护处零序电压对零序方向元件方向判据的不利影响,有效地解决了目前保护处零序电压太小而引起的传统零序方向纵联保护拒动和误动的难题。经动模实验数据和数字仿真验证了该方案对接地故障具有灵敏度高,选择性好,能够正确地反应变压器各种轻微匝间故障,判据不受故障侧电流互感器(CT)饱和影响等优点。     

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。     

大型发电机变压器组保护的新原理

介绍了大型发电机变压器组装置的几项保护新原理，包括发电机工频变化量比率差动、变斜率比率差动、异步法TA饱和判别、电流比率制动匝间保护等。这些保护新原理的应用，在保证高可靠性的前提下，提高了内部故障保护的灵敏度，完善了保护方案。     

Core balance ground fault protection of motors on a low-resistancegrounded, medium-voltage system

The core balance current transformer is the basis for sensitive ground fault protection of motors. All phase conductors pass through the same opening in the current transformer so that it senses only zero sequence or ground current. Possible sources of nonfault relay current include current transformer error, harmonics, and unbalanced currents through impedances to ground, especially capacitances. The core balance connected ground fault relay is usually an instantaneous type, or a time-delay type of the short time or very inverse characteristic. The standards provide typical ranges of relay settings. They do not provide a procedure for determining the minimum settings that will not result in nuisance trips from nonfault currents nor the maximum settings that will provide adequate protection. This paper develops that procedure