一种鉴别变压器励磁涌流和内部故障的新原理

提出一种利用电流波形特征识别变压器励磁涌流和内部故障的方法,该方法综合利用变压器差电流波形在空投涌流时会呈现出尖顶波特性和间断特征,而故障时差电流波形基本为基频正弦波的差异,先计算差电流与其中所包含基频正弦波的相关度J,再进一步利用励磁涌流尖顶的凹弧特征构造一个系数k,根据J和k进一步构造一个函数J1区分变压器的励磁涌流和内部故障.动模试验结果表明该方法能够正确区分励磁涌流和故障电流,在空投变压器时能够可靠地闭锁励磁涌流;在变压器各种内部故障时能够可靠地开放保护,动作时间一般在20 ms左右,具有较高的灵敏度和可靠性能够满足现代变压器对保护动作可靠性的要求.而且该方法实现方便,计算量小,具有良好的在实际工程中应用的价值.     

一种鉴别变压器励磁涌流和内部故障的新原理

提出一种利用电流波形特征识别变压器励磁涌流和内部故障的方法,该方法综合利用变压器差电流波形在空投涌流时会呈现出尖顶波特性和间断特征,而故障时差电流波形基本为基频正弦波的差异,先计算差电流与其中所包含基频正弦波的相关度J,再进一步利用励磁涌流尖顶的凹弧特征构造一个系数k,根据J和k进一步构造一个函数J1区分变压器的励磁涌流和内部故障。动模试验结果表明该方法能够正确区分励磁涌流和故障电流,在空投变压器时能够可靠地闭锁励磁涌流;在变压器各种内部故障时能够可靠地开放保护,动作时间一般在20 m s左右,具有较高的灵敏度和可靠性能够满足现代变压器对保护动作可靠性的要求。而且该方法实现方便,计算量小,具有良好的在实际工程中应用的价值。     

基于小波变换的变压器励磁涌流检测判别方法

常规的基于间断角原理的变压器励磁涌流鉴别方法需要精确测量间断角,为了保证不误判励磁涌流,需要比较高的采样频率,对硬件的要求比较高,本文提出了一种基于小波变换的励磁涌流鉴别方法,励磁涌流和内部故障电流的小波变换在波形的模极大值上有明显的区别,可直接利用波形特点进行判断,不需进行精确的间断角测量,可以尽可能的以较少采样点满足鉴别励磁涌流和内部故障电流的需要,对实现算法的硬件要求有明显降低,可以避免由于间断角测量误差而引起的保护误判。     

基于变压器电流直流分量衰减特性的励磁涌流识别方法EI北大核心CSCD

为有效区分励磁涌流与短路电流,确保变压器保护的可靠性,针对变压器励磁涌流与短路电流直流分量衰减特性的差异,提出了一种新的励磁涌流识别方法。该方法以变压器高压侧和中压侧出口断路器电流作为识别励磁涌流与短路电流的信号源,将电流直流分量与基波分量幅值比的衰减速率设置为判据,可以辨识出励磁涌流与短路电流。基于典型建模仿真分析了励磁涌流与短路电流直流分量衰减特性的差异,以及不同系统短路容量、变压器额定容量、铁心剩磁等因素的影响。经典型仿真结果及工程现场实测数据验证,该方法有效,适用于断路器未加装合闸电阻的情况,并具有原理清晰、所需测量数据少、简单易实现等优点,为新型继电保护装置开发及工程应用提供了参考。     

基于有功和功率因数的变压器励磁涌流鉴别新方法

提出了一种基于有功功率和功率因数特征的变压器励磁涌流鉴别方法.分析了励磁涌流和内部故障情况下,有功和功率因数不同的变化趋势.有功功率发生空投于故障时,由于故障支路的存在,有功功率和功率因数较发生励磁涌流时都大,且功率因数在判断轻微故障时可弥补有功功率的不足.利用两个量构成判据,判断是否发生故障.方法易于实现,计算量小,...     

基于变压器电流直流分量衰减特性的励磁涌流识别方法

为有效区分励磁涌流与短路电流,确保变压器保护的可靠性,针对变压器励磁涌流与短路电流直流分量衰减特性的差异,提出了一种新的励磁涌流识别方法。该方法以变压器高压侧和中压侧出口断路器电流作为识别励磁涌流与短路电流的信号源,将电流直流分量与基波分量幅值比的衰减速率设置为判据,可以辨识出励磁涌流与短路电流。基于典型建模仿真分析了励磁涌流与短路电流直流分量衰减特性的差异,以及不同系统短路容量、变压器额定容量、铁心剩磁等因素的影响。经典型仿真结果及工程现场实测数据验证,该方法有效,适用于断路器未加装合闸电阻的情况,并具有原理清晰、所需测量数据少、简单易实现等优点,为新型继电保护装置开发及工程应用提供了参考。     

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。     

变压器空充下的励磁涌流二次谐波特性分析

针对近年来变压器空充试验时,电流的二次谐波含量低于保护整定值导致差动保护误动作的问题,首先利用2条不同斜率的直线对变压器磁化特性曲线进行拟合,推导出不同空充电压下励磁涌流二次谐波含量的表达式,进而基于有限元分析软件搭建并验证了一台14 kVA单相变压器以及一台325 MVA三相变压器的仿真模型,然后对验证过的模型进行了变压器空充仿真。研究表明：在考虑铁芯磁化曲线起始部分存在非线性特征的情况下,空充电压小于临界电压时,励磁涌流中含有少量二次谐波;空充电压等于临界电压时,励磁涌流二次谐波含量达到峰值;随着空充电压等级的提高,励磁涌流二次谐波含量呈现先增后减的趋势。     

继电保护通讯(四十八)

【变压器励磁涌流新判据】1　利用励磁涌流和故障电流的波形特性(1)励磁涌流波形如图 1所示。图 1　励磁涌流波形Ａ′Ｂ′区间的波形向上凹 ,其二阶导数大于零。(2 )故障电流波形如图 2所示。图 2　故障电流波形Ａ″Ｂ″区间的波形向上凸 ,其二阶导数小于零。由此可鉴别励磁涌流和故障电流。2　采用电压突变量方法(1)变压器空载合闸如图 3所示。图 3　变压器空载合闸当没有合闸于故障时 ,变压器两侧相电压由零增大至正常运行值 ,其ΔＵ >0。(2 )变压器外部故障切除如图 4所示。图 4　变压器外部故障切除外部故障切除时 ,切除故障侧电压突然…     

基于多变量多尺度熵的变压器励磁涌流识别方法

推导变压器励磁涌流的频域表达式,分析不同的合闸初相角和剩磁对励磁涌流的影响。采用可评价多通道数据复杂性和相关程度的多变量多尺度熵算法识别励磁涌流。根据励磁涌流和故障电流多变量多尺度熵的特点,将由尺度因子和多变量多尺度熵组成的二维空间划分为动作区和制动区,定义电流熵值面积与给定的制动区面积的比值为熵值面积比,根据熵值面积比与定值的关系,识别变压器励磁涌流和故障电流。基于ATP/EMTP建立变压器模型,仿真不同情况下的励磁涌流和故障电流。仿真结果表明,基于多变量多尺度熵的辨识方法能有效区分励磁涌流和故障电流,并在性能上优于传统的二次谐波判据。     

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。     

变压器铁芯饱和统一模型建立及其判别方法

建立了变压器铁芯饱和的统一模型,推导出磁链最大值与电压突变时刻、突变前后电压相角差及突变后电压幅值的关系式,铁芯是否饱和与这些参数密切相关。发现电压降低(如系统发生故障或者非同期合闸操作)情况下也会产生铁芯饱和,因而以电压幅值降低作为变压器不会产生励磁涌流的依据并不可靠。进而提出一种基于电压量积分的铁芯饱和判别方法,该方法对空载合闸、故障切除、和应涌流、系统故障或操作等电压突变引起变压器铁芯饱和而产生励磁涌流,都能在半个周期左右的时间完成判别,为差动保护不经涌流闭锁提供了一种有效、快速的实现方法,可显著提高运行变压器发生内部故障时差动保护的动作速度。     

基于综合形态算法的变压器励磁涌流识别方法

针对励磁涌流对变压器差动保护的影响,提出了一种基于综合形态算法的励磁涌流识别方法.首先,利用改进形态梯度算子对采集的信号进行处理,然后利用加权形态滤波算子对梯度信号进行滤波.然后,基于内部故障电流和励磁涌流基波相似性的显著差异构造判据对二者进行区分.判据1用来快速识别大多数内部故障,判据2应对电流互感器饱和及空合于内部轻微匝间故障等特殊情况.两识别判据通过协同逻辑,实现涌流情况下的保护闭锁与内部故障情况下的快速动作.最后,通过PSCAD/EMTDC仿真对所提算法进行了验证分析.     

多台变压器空载合闸励磁涌流及其抑制方案的研究

以单台变压器合闸励磁涌流原理为基础,结合变压器在实际操作中的情况,进一步研究多台变压器的合闸涌流。根据多台变压器空载合闸的特点提出了增加系统阻抗和串联电容器的方法。通过对比增加系统阻抗后变压器之间磁链变化分析了其对励磁涌流的影响并介绍了选择最佳阻抗值的方法。最后结合仿真软件Matlab仿真了多台变压器同时合闸的励磁涌流并与加载单一电阻方案和电阻加电容器方案的励磁涌流大小进行对比。仿真结果表明,这种抑制方案有效地抑制了多台变压器的励磁涌流。     

基于差流符号序列特征的变压器励磁涌流识别判据

变压器在空载合闸的过程中,会产生幅值较大的励磁涌流,如不采取相应的闭锁措施,将导致变压器差动保护误动作。针对该问题,提出了一种基于差流符号序列特征的变压器励磁涌流识别判据。该判据首先对差流序列进行符号化处理,根据符号序列中相关模式序列出现的比例,量化表征差流波形的特征,实现对励磁涌流和故障差流的识别。利用PSCAD/EMTDC仿真软件验证了所提判据在各类区内外故障和励磁涌流工况下,以及各类工况伴随电流互感器饱和时的有效性。     

防止超高压备自投诱发线路零序过流保护误动的对策初探

高压内置型高阻抗变压器空载合闸时可能会产生高幅值的零序涌流,该零序电流在上游线路中分配后很可能引起线路零序过流保护误动作.这一现象同样存在于变压器备自投过程中,从而导致备自投失败.为解决这一问题,首先从零序涌流特征出发,结合零序涌流的半解析表达式,量化分析零序涌流中间断角和二次谐波含量特征,并据此分析利用传统的间断角和...     

控制合闸电压幅值的变压器励磁涌流抑制方案

在分析变压器励磁涌流的影响因素和推导励磁涌流与各影响因素间数学关系的基础上,提出了一种基于合闸电压幅值控制的变压器励磁涌流抑制方案。该方案通过选择适当的合闸电压幅值控制曲线,对合闸电压的幅值进行控制,确保变压器空载合闸过程中产生的磁通不超过饱和磁通,从而达到抑制空载合闸励磁涌流的目的。根据磁通不等式约束与暂态磁通分量衰减规律给出了电压幅值控制函数,并推导了电压幅值控制函数中初值与变化斜率两个参数的上下限。采用PSCAD/EMTDC软件分别对单相和三相变压器不同状态下的空载合闸过程进行了仿真,并对磁通、励磁涌流、差动电流等参数进行了对比分析。仿真结果表明,通过控制合闸电压的幅值达到控制励磁电流大小的目的,能够将励磁涌流控制在数值较小的范围内,从而克服励磁涌流的影响。     

由一起事故看励磁试验电源选择计算的误区

论述了一起自并励机组启动试验中,由于错误估计了励磁变空载合闸的励磁涌流,导致在励磁变压器低压侧三相短路时保护拒动的事故经过,分析了励磁变空载合闸的励磁涌流产生的机理,指出了电源电压较大幅度低于额定电压时,变压器空载合闸不会产生励磁涌流,在此基础上给出了合理的励磁试验电源继电保护的整定计算方法。     

500 kV高岭换流站换流变空载充电励磁涌流分析

介绍了500 kV高岭背靠背换流站换流变及其保护配置情况,结合现场录波数据并借助电磁暂态仿真程序PSCAD/EMTDC分析了该换流站空充变压器时的励磁涌流特点及其对变压器保护的影响,验证了合闸电阻对换流变空载充电励磁涌流的抑制效果,指出该站换流变励磁涌流水平较低,但由于换流变容量较大,励磁涌流衰减较慢,应考虑预防某些极端情况下励磁涌流导致的换流变保护误动问题。     

基于可变合闸角的变压器励磁涌流抑制方法

变压器空载合闸励磁涌流可能引发电网安全问题,采用固定峰值选相合闸抑制励磁涌流的技术尚有提升空间。提出一种基于可变合闸角的励磁涌流抑制方法及控制策略,采用主变压器高压侧或低压侧的电压互感器测算剩磁,并根据剩磁情况调整目标合闸角,阐明了影响剩磁的关键因素及目标合闸角优选原则。试制了装置样机并通过动模仿真及开关带电试验验证了该方法的有效性,为工程实用化提供参考。