Y/Δ接线电力变压器内部异常励磁电流辨识

本文针对Y/Δ接线电力变压器,基于时域场路耦合模型提出一种励磁电流参数辨识方法。建立磁场-电路耦合模型,基于能量扰动原理计算动态电感与时域电流两个状态变量,在此基础上利用端口电气信息研究变压器励磁电流参数的辨识方法。通过研究交直流混杂、匝间短路情况下的变压器电磁特性,结合变压器励磁饱和状态,总结励磁电流在不同异常状态下的变化规律。搭建220V三相组式变压器动模实验平台,在不同直流扰动、不同电压等级匝间短路条件下,利用励磁参数辨识模块辨识励磁电流,并将仿真结果与实验数据进行对比,验证仿真模型的正确性。     

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。     

基于功率因数角的接地变压器匝间短路故障辨识

接地变压器可为中压不接地系统提供经消弧线圈接地或经接地电阻接地的中性点，其运行状态直接影响电网的安全与稳定。绕组匝间短路是接地变压器常见的故障类型，它会造成设备烧毁，引发停电事故。由于接地变压器的特殊结构，现有变压器故障诊断方法无法有效辨识接地变压器绕组匝间短路故障。针对此问题，提出了基于功率因数角的接地变压器匝间短路故障在线辨识方法。首先，建立了接地变压器等效电路；然后，分析了接地变压器不同相绕组发生匝间短路故障时功率因数角的变化规律，依据这一规律可实现接地变压器匝间短路故障及其相别的在线辨识；最后，在ANSYS软件中进行实例仿真，验证了所提方法的有效性。     

单相变压器首端匝间短路电磁振动特性研究

针对单相变压器首端匝间短路问题,研究不同匝间短路比例下电磁振动特性,利用电磁耦合原理建立变压器匝间短路状态方程,仿真模拟不同短路比例下电磁参数及振动加速度变化,结果说明在不同比例匝间短路故障下,短路绕组电流方向改变、幅值变大,未短路绕组电流改变较小;内部漏磁增加,且短路绕组对应区域漏磁增加明显;由于电流及漏磁增加致使绕组振动加剧,随着匝间短路比例的提高,变压器电磁参数及绕组振动加速度进一步改变。最后,搭建匝间短路动模实验平台,测量变压器首端不同比例匝间短路故障下绕组电流及振动加速度,对比仿真结果与实验数据,验证了建模的有效性及所得结论的正确性。     

DTTP-2000数字式电铁牵引变压器保护装置的研制

研制了一种新型数字式电铁牵引变压器保护装置.装置采用2次谐波原理与波形比较原理相配合的方式闭锁差动保护,防止励磁涌流时保护误动;引入增量差动保护解决比率差动保护在变压器轻微的匝间故障、高阻接地故障时灵敏度低的问题;设置电流互感器饱和判据与和应涌流判据,防止电流互感器饱和、和应涌流引起装置误动;分别采用新一代基于DSP技术的32位通用硬件平台和RTOS系统NUCLEUS PLUS搭建装置的硬件平台和软件平台,并通过动模和数模试验对装置的保护功能进行了验证,试验结果表明该保护装置对目前牵引变电所变压器保护存在的电流互感器饱和、小匝间短路、和应涌流等问题具有良好的处理性能.     

10 kV油浸式变压器匝间短路故障反演与定位

为了解决油浸式变压器内部匝间短路故障在线定位的问题,提出了匝间短路故障反演定位方法,实现了采用无接触测量的油箱外壳红外测温数据对内部故障位置和发热量进行反演计算的目标。首先建立了油浸式变压器传热正演计算模型,并基于正演模型提出了匝间短路故障反演计算方法;然后将故障反演求解问题转化为变压器内部热源参数最优化问题,采用二维粒子群算法进行寻优求解。采用变压器温升试验对模型仿真结果有效性进行了验证,并进行匝间短路故障案例分析。研究结果表明,提出的匝间短路故障反演算法的故障位置定位误差平均值为5.60%,可有效对油浸式变压器匝间短路故障进行在线反演定位计算。     

基于场路耦合的变压器绕组匝间短路电磁谐响应分析方法

变压器绕组匝间短路会造成绕组结构严重变形甚至烧毁,从而影响到设备乃至系统的安全稳定运行。基于场路耦合原理建立单相变压器三维有限元模型,研究变压器空载运行绕组匝间短路问题,通过分析绕组不同位置匝间短路时的电流、磁通以及受力情况,研究变压器励磁与绕组受力的对应关系,并总结其变化规律。在此基础上,搭建变压器绕组匝间短路动模实验平台,测试短路绕组振动加速度,通过对比仿真结果与实验数据,验证了本文方法的正确性与有效性。     

基于混合算法的变压器参数辨识

基于参数辨识的变压器保护原理需要对变压器绕组参数进行精确辨识。文章推导出双绕组单相和双绕组三相变压器的参数辨识方程,而后提出一种新的参数辨识算法,最小二乘法和粒子群优化算法相结合的混合算法,可以实现对变压器绕组参数的精确辨识。通过Matlab/Simulink进行仿真,仿真算例验证了该混合算法的可行性。该算法具有较好的应用前景。     

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。     

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.     

基于磁场探测法的电抗器匝间短路故障检测法的研究与应用

干式空芯电抗器匝间短路故障发生概率大,若不及时排除,会造成严重的后果,而常用的传统检测方法存在准确度和灵敏度不足的问题。针对此问题,文中提出了一种基于磁场探测法的电抗器匝间短路故障检测方法,首先通过滑动均值平滑采样数据,再根据误差限阈控制模型判断是否发生匝间故障,实现电抗器匝间短路故障在初期和发展期的在线监控和及时准确的故障预警。工程实例验证表明:文中所提出的方法相较于传统方法,信号强度增强了50~100倍;同时,所提出方法对于是否发生匝间故障具有良好的可靠性和稳定性。综上所述,文中方法可应用于工程实际,具有广泛的推广应用价值。     

基于故障电流传播特性的高压直流输电线路单端保护方案

针对高压直流输电线路现有行波保护故障识别准确率不高、耐过渡电阻能力不强等问题,提出一种基于故障电流传播特性的单端保护方案。基于高压直流输电系统的等效电路,分别分析故障电流从换流侧到线路、从线路到换流侧以及在线路上的传播特性,进而分析不同位置发生故障时整流站线路边界两侧故障电流特征的差异性。基于此,利用特征频段电流构造区内、区外故障的识别判据,设计直流线路单端保护方案。基于PSCAD/EMTDC软件的仿真结果表明,所提保护方案能够准确识别区内、外故障,且具有良好的耐过渡电阻及抗噪声干扰能力。     

变压器保护设计中几个问题的解决方法探讨

介绍了大型高压、超高压变压器保护设计中的若干技术问题，对大型高压、超高压变压器保护设计中一些技术问题的解决方法给出了较详细的说明和探讨。     

基于正序电流故障分量的输电线路故障检测

高压输电系统中传统后备保护定值整定困难,灵敏度易受到高阻接地、潮流转移等影响。文中提出了一种基于正序电流故障分量的输电线路故障检测算法。采用线路两端正序电流故障分量的矢量和幅值与矢量差幅值的比值作为线路的故障判断量,给出严格的公式推导,建立了故障检测的判据。理论分析了线路的故障判断量的分布特性,与本线路阻抗、两端背侧的系统等效阻抗、故障点位置的关系,证明了其与过渡电阻无关。在系统发生振荡时,将求解的故障定位值作为辅助判据。IEEE 39节点系统仿真实验表明,各类故障发生时所提算法均能够正确检测故障线路且不受故障位置、过渡电阻等影响,在非全相运行、负荷潮流转移时也能检测出故障线路,对两端数据的同步性要求不高。     

基于等值回路方程的变压器保护判据的研究

现有的基于变压器等值回路方程的保护原理不受励磁涌流的影响,但动作方程的选取及保护判据的整定尚未得到合理的解决.基于等值回路方程,利用一、二次绕组参数与短路参数的关系,推导出单相及三相双绕组、三绕组变压器的动作方程,提出以正序电流作为制动量的保护判据.与传统的设定单一门槛值的保护判据相比,该判据通过寻求动作量与制动量之间的关系,制定出动作曲线,提高了保护的灵敏性和可靠性.动模试验结果表明,该判据不受涌流的影响,在内部故障后一个半周期快速动作.     

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。     

基于等效电路参数的异步电动机内部故障仿真

推导了鼠笼转子导条断裂故障与参数变化之间的定量关系以及定子绕组匝间短路故障与参数变化之间的定量关系,提出了一种基于电动机等效电路参数的内部故障仿真方法。该方法物理概念清晰,与传统的电动机模型相兼容,可以方便地在常规电动机分析软件中实现。最后利用该方法在EMTDC／EMTP中的电动机模型上对电动机内部故障进行了仿真分析。     

基于电流计算的同杆双回线故障测距算法研究

针对当前双回线故障测距研究匮乏,且易受故障类型约束的弊端,提出了基于电流计算的同杆双回线故障测距算法。该算法不受单回线、跨线故障约束,基于线路的分布参数π型等值电路模型,利用两端电流求解实现测距,测距方程简单易解,不易受系统运行方式和两侧系统参数的影响。PSCAD故障仿真和Matlab数值计算结果表明,提出的新算法可靠实用,具有优良的测距精度,基本不受过渡电阻和故障类型的影响,适用性强。     

以槽电势为分析单元的大型发电机定子接地故障定位方法

已有的大型发电机定子绕组单相接地故障定位方法一般以线圈匝电势为分析单元,对于短距绕组的机组存在理论误差。为此,提出一种以槽电势为分析单元的大型发电机定子单相接地故障定位方法。首先,基于绕组连接顺序,以槽电势为单元建立定子绕组电势分布的解析表达式。然后,针对发电机是否配备注入式定子接地保护采取不同的故障定位方案。若配备注入式定子接地保护,则基于注入式设备的过渡电阻测量值构造故障评价指标。若未配备注入式定子接地保护,则引入3次谐波测量值构造不含过渡电阻的故障评价指标。最后,在故障相人为设置多个虚拟参考点,结合绕组电势分布计算各虚拟参考点的故障评价指标,将计算值最小的虚拟参考点视为故障位置,进而确定故障所在槽编号。利用在PSCAD中搭建的准分布参数仿真模型验证了所提方法的有效性。     

计及故障点两侧零序电流相位差的新能源送出线路接地故障时域距离保护研究

新能源电源故障电流呈现弱馈性、强受控性并具有大量的间谐波,导致现有工频量距离保护可靠性下降,而时域距离保护主要根据方程求解故障距离,受新能源短路电流特性影响较小。针对新能源送出线路较长时,线路分布电容对零序电流相位的影响不可忽略,进而导致故障距离的计算产生较大偏差的问题,提出了一种计及故障点两侧零序电流相位差的新能源送出线路时域距离保护改进方案。首先,计及故障点两侧零序电流相位差的影响,将过渡电阻等效为过渡阻抗。然后,通过列写故障回路方程并求解故障距离,形成保护判据。最后,基于PSCAD/EMTDC大量仿真实验,验证了所提时域距离保护方案计算故障距离的误差较小,可以较好地适用于新能源经中长距离交流线路送出的场景。