电力变压器铁磁谐振检测方法研究

根据电力变压器铁磁谐振电流畸变的特性,提出了一种新型的铁磁谐振检测方法.该方法以电流基频分量小于设定阈值且电流最大值超过设定阈值作为算法的启动,利用尖峰与间隔角占空比的检测来确定尖峰脉冲特性从而判别铁磁谐振的发生,并利用尖峰的时间间隔统计来识别谐振周期并判断谐振模式.分析了铁磁谐振电流与励磁涌流的区别,提出对称间断角检测的方法来排除励磁涌流的干扰.对检测方法进行了算例仿真,准确检测到铁磁谐振发生,并对谐振模式识别正确,验证了该检测方法的正确性.     

换流站交流出线方式对换流变空投的影响

近年来,输电网中电缆线路占比增加,电缆线路由于其电抗小、对地电容大可能会影响换流站与交流电网的谐振特性。为了分析换流站交流出线方式对换流变空投的影响,分析了换流变空投时励磁涌流和铁磁谐振现象,建立了架空线路和电缆线路2种换流站交流出线方式。以我国典型±500 kV直流工程换流变为例,利用PSCAD/EMTDC仿真研究了换流站不同出线方式、电缆线路占比及断路器合闸电阻对励磁涌流和铁磁谐振的影响,并提出了相应建议。结果表明:不同出线方式对励磁涌流影响并不显著;在电缆线路出线方式下更易发生铁磁谐振,且电缆占比越高,铁磁谐振发生概率越高;断路器合闸电阻对励磁涌流和铁磁谐振均能有效抑制。     

变压器励磁涌流中的信息熵识别

针对励磁涌流具有间断角的尖顶波和故障电流以正弦波为主,充分利用两种不同波形下具有不同的电流能量熵值,提出了基于信息熵的变压器励磁涌流识别方法。该方法对变压器电流离散采样后进行差分滤波,设置启动电流后计算电流能量熵,通过自适应阈值有效地识别是否发生励磁涌流。仿真结果表明,该方法不仅能有效地区分故障电流和励磁涌流,而且可以进一步判别电流的饱和程度。     

采用自适应数据窗电流的励磁涌流鉴别方法

为进一步提高励磁涌流鉴别的速度及精度,尤其是快速检测出带故障合闸时的涌流,使该情况下保护的开放时间缩短至一个周期内,提出一种采用自适应数据窗电流的励磁涌流鉴别方法。该方法在时间轴上下分别设置阈值??,利用该阈值及某段采样电流的极大值或极小值,确定出自适应数据窗的起点及终点;并在选取出的自适应数据窗内,根据采样间隔及数据窗长度,以此极值向左向右虚拟出一条标准正弦曲线,计算出该正弦曲线与原采样电流之间的相关系数,进而实现保护的闭锁和开放。相比先前励磁涌流鉴别方法,该方法能够更大程度地区分出涌流及故障电流,在变压器发生励磁涌流时,结合所提出的辅助加速闭锁判据,算法最迟在空载合闸后一个周期时闭锁差动保护;在内部故障时不误闭锁差动保护;还能在变压器带故障空载合闸时,快速开放差动保护;且具有较强的抗互感器饱和能力。动模试验验证了该方案的有效性及优越性,在变压器带1.7%匝间短路故障空载合闸时,算法于合闸后20 ms开放差动保护。     

利用动态四边形分析的配电网励磁涌流识别方法

配电线路在断路器操作时出现励磁涌流现象,经常导致线路保护误动作、合闸失败等问题,使得对该涌流的机理分析与准确识别变得非常紧迫与必要。在分析励磁涌流和故障电流波形特征差异的基础上,提出了基于动态四边形分析的识别方法,在电流波形上动态形成特定的四边形集合,通过计算该集合中平行四边形出现的比例来识别励磁涌流。在PSCAD上搭建了10 kV配电网模型,仿真产生不同合闸角、不同剩磁条件下的励磁涌流和不同类型故障电流,应用所提方法都能准确识别励磁涌流和故障电流。最后,对实测励磁涌流和故障电流的录波数据进行检测,应用动态四边形分析法能够正确、有效识别励磁涌流和故障电流。     

一种基于差流波形特征的励磁涌流识别方法

提出了一种基于差动电流波形特征的励磁涌流和故障电流识别方法。励磁涌流的共同特征是受铁芯饱和程度的影响,差动电流是流过励磁绕组的实际电流,因而这一特征表现得更加明显。定义波形系数为磁通未饱和部分对应的电流在整个周期中所占比例,当系数大于阈值时判定为励磁涌流。为防止误动,当系数小于阈值时,引入"是否完全偏向时间轴一侧"作为辅助判据,使得该方法更加可靠。最后进行空载合闸仿真试验,证明了该方法能识别各种情况下的励磁涌流,性能优于二次谐波制动和间断角判据。     

利用动态阻抗特性识别变压器的励磁涌流

为更有效地辨别变压器的励磁涌流和内部故障电流,提出了基于动态阻抗特性物理意义明确的识别策略。理论分析表明,变压器发生励磁涌流时和内部故障时表现的特征不同,即动态阻抗前者变化幅度大,且含有各次谐波;后者变化幅度小,且50Hz及其奇数次谐波含量较少。EMTP数值仿真与动模实验证明了利用动态阻抗特性识别励磁涌流的有效性,其具体判别方法容易实现,计算量小。因时、频两域设定阈值的裕度大,可显著提高变压器差动保护动作的可靠性与正确性。     

基于小波分析的变压器励磁涌流识别

励磁涌流和内部短路电流状态的识别是变压器差动保护中的一个重要问题,通过比较励磁涌流和短路电流在物理特性上的区别,提出运用小波变换提取励磁涌流的间断角奇异性特征,实现变压器励磁涌流和短路电流的识别。仿真结果表明,该方法能够有效地提取励磁涌流的畸变特征,提高了变压器微机差动保护的准确性。     

基于小波模极大值理论的励磁涌流新判据研究

针对励磁涌流引起变压器纵联差动保护误动的问题,提出了一种基于小波变换和模极大值理论来辨别励磁涌流与故障电流的新依据。该方法根据励磁涌流含有大量非周期分量和波形间断角,而故障电流保持基频正弦波的特点。首先利用小波分解原始信号,再利用模极大值理论选取模极大值点,通过模极大值点之间的数值关系可以鉴别不同电流信号。经过Matlab/Simulink仿真分析,表明该方法能够准确可靠地区分励磁涌流和故障电流。     

基于邻域保持嵌入-主成分分析的配电变压器合闸涌流波形特征检测

为有效检测配电变压器合闸涌流的波形特征,区分合闸时励磁涌流和故障电流,本文提出了一种基于邻域保持嵌入(NPE)和主成分分析(PCA)的变压器合闸涌流检测方法。该方法可对数据全局和局部特征信息进行检测及处理,首先利用NPE-PCA算法将电流数据降到二维空间,然后通过对二维空间数据拟合得到拟合误差σ,通过比较拟合误差σ与给定阈值的关系来识别合闸时励磁涌流。最后在ATP/EMTP平台搭建模型对所提出的合闸涌流波形特征检测方法进行测试,仿真结果表明本文所提NPE-PCA涌流波形检测算法能有效识别变压器合闸涌流波形特征,与二次谐波算法对比分析表明本文算法性能更优。     

过电流保护在变压器合闸过程中的自适应策略

变压器铁磁材料的激磁特性呈现非线性,这将导致在变压器合闸过程中产生励磁涌流现象。过电流保护往往反映单一的电流幅值特征而动作,当变压器合闸过程发生时,励磁涌流及邻近区域内的穿越电流均可能导致相关联的过电流保护误动。从序分量的角度出发,构建了一个可通过标志函数的大小和突变,区分故障与涌流的序分量标志函数。通过PSCAD/EMTDC仿真表明,该标志函数能够充分反映电网结构的变化,有效区分变压器励磁涌流和故障。将该标志函数应用于过电流保护上可以减小励磁涌流的影响。     

基于小波理论的变压器励磁涌流和短路电流的判定

本文提出了一种基于小波理论的区分励磁涌流和短路电流的新原理。利用小波理论进行涌流特征提取，通过小波变换的模局部极大值的特性提取励磁涌流的间断角特征，在此基础上定性地区分励磁涌流和短路电流。     

用小波理论区分变压器的励磁涌流和短路电流的新原理

提出了一种基于小波理论的区分励磁涌流和短路电流的新原理。利用小波理论进行涌流特征提取,通过小波变换的模局部极大值的特性提取励磁涌流的间断角特征,在此基础上定性地区分励磁流和短路电流。     

应用解析法分析中性点接地系统中的工频铁磁谐振-非线性电感工频励磁特性的求取

分析工频铁磁谐振时，选择正确的非线性电感励磁特性类型至关重要。通常使用常规励磁特性，由于电压或电流含有高次谐波分量，结论不可靠。该文介绍两种方法来滤除常规励磁特性中高次谐波而求解工频励磁特性。方法—用EMTP进行模拟，得出工频励磁特性上的一些离散点；方法二利用级数法，推导出工频励磁特性的解析表达式。在工频励磁特性的饱和区域(谐振发生区)两种方法所得结果相吻合。     

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。     

电流互感器暂态特性对涌流传变的影响

在涌流期间,现场发生了多起变压器和相邻输电线路等电力元件差动保护误动的事故,严重威胁电网的安全稳定运行。原有误动分析中只考虑了变压器涌流暂态过程,少有考虑其与电流互感器等非线性铁磁元件电磁暂态交互作用过程。首先分析了变压器涌流波形特征量变化规律,并利用构建的工业保护用CT(P/PR)的Lucas仿真模型,仿真研究了CT暂态传变特性对涌流二次谐波比和间断角的影响规律。研究表明,涌流的二次谐波比与波形间断角取决于变压器铁心饱和角,饱和角越大,二次谐波比越小,而波形间断角越大,反之相反。经CT传变后涌流的二次谐波比变大,和应涌流波形间断角变小。励磁涌流波形间断角变化情况取决于负载电阻大小,可能变大,也可能变小。研究结论可为改进多非线性铁磁元件交互作用下变压器差动保护提供指导。     

基于两点乘积算法的变压器励磁涌流识别新方法

为解决变压器差动保护由于励磁涌流而经常误动的问题,从变压器磁特性出发,针对励磁涌流波形畸变严重且会出现尖顶波,而故障电流基本保持基频正弦波特征的特点,提出用两点乘积算法来识别变压器励磁涌流。该方法利用三角函数定理,通过差分滤波得到差动电流,求得多组相邻2电流的平方和,然后比较相邻2组平方和的比值来判断励磁涌流,通过对动模试验数据的分析计算验证本方法的有效性。     

基于瞬时功率的变压器励磁涌流和内部故障电流识别新方法

在分析瞬时功率频谱特性的基础上，提出了一种基于瞬时功率的变压器励磁涌流和内部故障电流识别新方法。该方法主要依据变压器两侧三相差瞬时功率幅频特性中直流分量和基频分量的相对关系来识别变压器励磁涌流和内部故障电流。该方法具有传统变压器电流差动保护简便易行的特点，并从能量守恒的角度出发，进一步揭示了变压器励磁涌流与内部故障电流本质上的不同。HYBRISIM混合仿真实验结果表明该方法简单可靠、识别效果明显。     

基于波形时域分布特征的变压器励磁涌流识别

提出了一种基于波形时域分布特征的新型变压器励磁涌流识别方法。文中在直方图技术的基础上定义电流波形分布系数,分析了变压器内部故障电流和励磁涌流的波形分布特征,在此基础上将两个不同子区间的分布系数的比值定义为波形分布特征系数,提出了根据该系数大小来识别励磁涌流的具体实现方案,并分析了确定子区间数目的理论依据。利用动模实验和数字仿真数据对本方法做了验证分析,结果表明:本方法计算量小,能快速区分励磁涌流和故障电流,在可靠性和灵敏性等方面的性能优于目前的二次谐波判据和间断角判据。     

利用双重特征量鉴别变压器励磁涌流的高阶统计原理

励磁涌流是制约变压器差动保护成功率的主要原因之一,为此提出一种基于Jarque-Bera系数来识别励磁涌流的新策略。对变压器区内故障电流和励磁涌流波形的整体形态进行特征分析,利用两者波形正弦度不同所导致的正态性差异,结合Jarque-Bera算法在正态性检验领域中的优势,对变压器差动电流进行绝对值处理后求取杰 氏系数,根据该系数大小选取合适的阈值来辨识励磁涌流和故障差流。仿真测试了变压器各种工况下的差流波形。与二次谐波制动方案进行对比分析,表明所提方法原理清晰,且具备良好的抗干扰性能,即使在电流互感器饱和的情况下,也能迅速、准确地识别出励磁涌流。最后,通过现场试验录波数据分析,进一步证明了该方法的正确性。