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。     

涌流工况下换流变压器零序差动保护误动对策

针对高压直流输电工程中换流变压器零序差动保护误动的案例,采用基于工程实际参数的高压直流输电仿真模型,对换流变压器外部故障切除恢复性涌流及空载合闸励磁涌流导致中性线零序电流幅值较大且衰减缓慢的现象进行了仿真分析。通过识别中性线零序电流与自产零序电流波形呈现出的相似度特征在涌流工况和区内故障时的差异,提出了基于零序电流动态时间弯曲距离的换流变压器零序差动保护新判据。经仿真算例和录波案例验证,该判据在各类区内故障时具有与传统零序差动保护相同的保护范围及抗过渡电阻能力,可以正确辨识涌流工况下电流互感器传变异常引起的虚假差动电流,进而降低零序差动保护误动风险。     

利用电流变化率极值特征的变压器涌流识别研究

为进一步提高电力变压器差动保护性能,提出一种利用电流变化率极值特征的励磁涌流识别的方法。变压器发生涌流时,三相电流波形至少存在一相以上有间断及尖顶波特性,一个工频周期内电流变化率的极大值与极小值的时间间隔小于半个周期,且不具备周期性特点。而内部故障时,故障电流变化率波形近似呈正弦特征,一个工频周期内极大值与极小值的时间间隔近似为半个周期,且具有周期性特征。利用电流变化率一方面可以削弱非周期直流分量的影响,另一方面可以凸显幅值较小的间断变化临界点的特征,构造了利用电流变化率特征的涌流识别判据及实现方案。最后利用动模试验进行验证,不同情况下的计算分析结果表明该算法原理清晰、判据简单、计算量小,在一个周波内能可靠识别出涌流与内部故障,为进一步提升和优化变压器保护性能提供了有益的理论基础。     

励磁涌流波形密度系数鉴别算法

针对变压器差动保护在识别内部故障电流与励磁涌流时的可靠性不高这一问题,提出了基于变压器差流波形密度系数的励磁涌流鉴别算法。利用励磁涌流与故障电流具有不同的正弦相关系数的特点,提出波形密度系数的概念,通过比较变压器各工况下的波形密度系数,理论上可准确识别励磁涌流和故障电流。进一步通过建立仿真模型和实际变压器合闸录波数据进行验证所提算法的可行性和快速性。研究表明,该算法具有判据简单、自带滤波效果、不受非周期分量影响的特点,且能无延时地准确判别励磁涌流与内部故障电流。     

基于Hausdorff距离算法的变压器差动保护新判据

对变压器励磁涌流和故障电流波形整体形态的特征进行分析,利用两者之间相似度差异,结合Hausdorff距离算法在图形相似度方面的优势,构造基于Hausdorff距离算法的变压器差动保护新判据,该判据采用归一化后的差流序列和标准正弦波序列之间的Hausdorff距离值进行判别,以区分变压器的励磁涌流(包括对称性涌流)和故障差流(包括故障电流叠加励磁涌流)。通过仿真试验验证所提新判据的有效性、快速性和抗干扰性。     

基于形态滤波的变压器电流相关保护方案

将形态学数字滤波器作为变压器保护的前置滤波单元，在保留故障信号特征的前提下，最大限度地抑制各种干扰的影响。在此基础上,提出一种基于电流采样值相关度的变压器保护新判据，利用变压器两侧电流采样值波形的相关度来区分内部故障和外部故障。在详细分析2种相关度计算公式对新判据影响的基础上，进行了大量的仿真实验。实验结果表明：该判据能够快速、可靠地判别变压器内外部故障。由于借鉴了传统比率差动的定值整定思想，使得新判据定值的整定简单易行，同时基于这种方法的判据,对频率偏移和谐波的影响也有一定的抵御能力，与其他励磁涌流识别判据相配合，可构成一种较理想的变压器主保护方案。     

基于巴氏系数的变压器励磁涌流和故障差流识别新判据

传统变压器励磁涌流识别方法在复杂电磁环境以及电流互感器(CT)饱和等情况下会受到干扰而导致保护动作速度变慢或者误动。为解决此问题,提出一种利用电流波形分布特征识别励磁涌流的变压器差动保护新判据。结合巴氏系数图像匹配算法,对比差动电流和正弦信号的波形相似度以区分励磁涌流和故障电流。并利用PSCAD/EMTDC软件仿真以及动模试验验证了该判据在变压器空载合闸、区内和区外故障、带故障合闸以及CT饱和等工况下的有效性。     

变压器三相涌流波形特征分析及判别方法研究

在揭示变压器励磁涌流两大波形特征的基础上,充分利用波形特征,提出一种利用波形特征区分变压器励磁涌流和内部故障电流的方法,该方法基于涌流波形呈现出尖顶波的凹弧特征,而故障电流基本保持正弦波形特征,在半波周期内找到采样值的极值点及频率,构造出与之对应的虚拟正弦波形,通过判断合闸电流与构造波形在半波周期内的相似程度来区分励磁涌流和故障电流。仿真结果表明,该方法能够有效、快速切除变压器内部故障,并且不受电流非周期分量的影响。     

基于差动电流正弦曲线拟合波形的变压器保护原理

以变压器的磁化特性曲线为基础,对比分析了变压器差流为涌流和非涌流时的波形特点,进而提出了一种基于差动电流正弦曲线拟合波形的变压器保护原理。为了更能体现励磁涌流的特征和减少拟合波形幅值的计算误差,建议取拟合角度为差动电流峰值时的角度最为合理。给出了拟合波形幅值的计算方法,并讨论了减小计算误差的方法。大量数字仿真结果表明,所提出的原理可以快速、有效地区分励磁涌流和内部故障电流。     

基于小波变换的变压器励磁涌流识别方法

用Matlab构建变压器励磁涌流和内部故障电流仿真模型,利用小波函数对得到的波形进行多尺度辨析,通过观察小波变换的模极大值在多尺度下的演化趋势,确定波形奇异性,从而定性地区分励磁涌流和内部故障电流的小波判据。通过设定不同的变压器参数,并进行仿真,可证明此方法可以很好地识别变压器励磁涌流和内部故障电流,有效避免由于误判而引起的变压器差动保护误动。     

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。     

基于波形非正弦度分形估计的励磁涌流识别方法

电力变压器作为输变电关键主设备,在电力系统中占有极其重要的地位,纵差保护是变压器的主保护之一,正确识别变压器励磁涌流和内部短路故障是变压器保护的关键问题。提出了一种基于波形非正弦度分形估计的励磁涌流识别方法,应用网格分形技术计算差流波形的非正弦度,利用励磁涌流波形非正弦度增大的特点,鉴别励磁涌流和故障电流。仿真结果表明,该方案能很好满足继电保护要求的有效性和可靠性。     

基于不同傅里叶算法之间相似度的励磁涌流鉴别方法

利用半波傅里叶算法计算的差流基波幅值与绝对门槛值相比较来鉴别励磁涌流和内部故障电流,存在定值整定困难的缺点.提出了一种改进算法,利用全波和半波傅里叶算法计算的差流基波幅值之间的波形相似系数进行励磁涌流鉴别,克服了原方法的上述不足.理论分析和大量动模试验表明:该方法能够可靠区分励磁涌流和变压器内部故障电流,并对对称性励磁涌流具有较好的识别效果,在空载合闸于内部轻微匝间故障时,差动保护仍能快速动作出口.     

基于拟合波形相关性的变压器励磁涌流识别新方法

为了提高变压器差动保护识别励磁涌流与内部故障电流的能力,提出一种基于拟合波形相关性的变压器励磁涌流识别新方法。首先利用正弦拟合法拟合差动电流波形,然后通过相关性分析原理,计算出差动电流原采样信号及其拟合曲线的相关系数,以此来识别励磁涌流与内部故障电流。仿真结果表明:该方法具有原理清晰、识别迅速、区分度高、抗干扰能力强,且易于在微机中实现等优点。     

基于波形互相关系数的变压器励磁涌流识别方法

励磁涌流是导致变压器差动保护误动的主要因素。提出一种利用波形互相关系数特征的励磁涌流识别方法。利用空载合闸或内部故障后的短数据窗构造一标准正弦参考波,对采样波形与构造的标准正弦波两信号的相关性进行分析,计算归一化互相关系数进行内部故障和涌流识别。内部故障时波形互相关系数为接近1的稳定值,而励磁涌流时互相关系数偏离1且其值波动显著。最后PSCAD仿真计算分析结果表明:该方法能在一个周波内准确识别出励磁涌流与内部故障,为提高变压器差动保护性能和优化变压器保护配置提供了有益的理论依据。     

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。     

基于波形系数的变压器励磁涌流快速识别算法

通过分析励磁涌流波形与磁化曲线的关系,提出了一种基于波形系数的变压器励磁涌流快速识别算法。利用空载合闸和内部故障后符合正弦特征的采样数据预测出参考波形,并将1／2周波内的采样数据与预测数据进行比较,以此定义波形系数。通过波形系数的大小区分变压器励磁涌流状态和内部故障状态。仿真和动模实验表明,该算法能在一个周波内准确识别出空载合闸和各种内部故障状态。     

基于小波变换的变压器差动保护算法

通过对典型励磁涌流和常见变压器内部故障的电流波形进行分析,总结归纳出一种基于小波变换的差动保护算法。     

内桥接线主变压器差动保护误动原因分析

内桥接线变电站的主变压器并列运行时,其中一台变压器支路空载合闸或故障时,内桥开关将通过很大的励磁涌流或短路电流。在此情况下,正常运行的变压器差动保护可能发生由于电流互感器暂态传变特性差异以及产生和应涌流现象而导致保护误动。文中结合一起变压器差动保护连续误动的事故,对内桥接线方式下,电流互感器传变特性差异、和应涌流的产生进行了理论分析和仿真验证,并对励磁涌流的二次谐波闭锁能力进行了分析计算。最后提出了内桥接线方式下改进的变压器差动保护接线方式等解决措施,以防止差动保护误动。     

采用波形识别的直流50Hz保护优化改进策略

结合近几年来南方电网多次出现的变压器空投涌流引起直流50 Hz保护动作事件,仿真研究了励磁涌流、和应涌流及故障电流波形特征差异性,在不降低保护灵敏度的原则下,提出了一种基于波形识别的直流50Hz保护优化改进策略,并在高压直流PSCAD/EMTDC控制保护仿真模型的基础上结合优化改进策略自定义创建直流50Hz保护闭锁模型,从交流系统强度变化、换流变压器空载合闸角变化、换流变压器铁芯剩磁变化三个角度对所提出的优化策略进行仿真验证。结果表明,所提出的基于波形识别的直流50Hz保护优化改进策略能正确地实现直流50 Hz保护的闭锁和解锁,在不影响直流系统安全稳定运行的情况下很好地解决了变压器空投涌流引起直流50Hz保护误动的问题。