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。     

特殊工况下换流变零序差动保护误动机理分析及对策研究

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,分析了特高压换流变中性线上电流互感器在长时间单极-大地运行伴随交流系统高阻故障工况下饱和机理。采用基于工程实际参数的特高压直流输电模型进行仿真分析,揭示换流变零序差动保护误动原因。并根据区内、外故障时保护两侧自产零序电流和中性线零序电流极性差异,提出一种基于S变换相位差的换流变零序差动保护闭锁新判据,以解决特殊工况下换流变零序差动保护误动的问题。通过仿真验证该判据的有效性。     

特高压换流变压器对称性涌流的生成及其对大差保护的影响

借鉴和应涌流分析方法,分析特高压一组换流变压器空投时对称性涌流的产生机理和变化特点。基于工程实际参数建立详尽的特高压直流输电的仿真模型,对特高压换流站内一组换流变压器空投产生对称性涌流现象进行了仿真分析。阐明二次谐波制动判据失去闭锁能力造成特高压换流变压器大差保护误动的机理,为提升特高压换流站大差保护的动作可靠性提供分析手段。     

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。     

基于波形相关性分析的换流变压器零序差动保护方案

通过对换流变压器外部故障切除产生恢复性涌流的分析,得出换流变铁芯可能在涌流的作用下发生饱和,导致灵敏度较高的中性线TA发生偏置现象,使其测量失真导致零序差动保护误动。为此,提出一种基于波形相关性的换流变零序差动保护新方案。通过分析换流变压器区内故障、区外故障及外部故障切除时零序电流的特点,利用零序差动保护两侧自产零序电流和中性线上零序电流的波形相关性进行识别。通过合理选择电流互感器的极性,使得区外故障时,零差保护两侧的零序电流呈现"穿越性"特征,其波形相似度较高,相关系数为正值。区内故障时,两侧零序电流波形相似度较小,相关系数落入负值区。通过PSCAD/EMTDC大量仿真验证,该判据可准确识别区内与区外故障,不受恢复性涌流的影响,且具有一定的抗TA饱和的能力。     

换流变励磁涌流特性分析及其抑制

在高压直流输电系统中,换流变压器是连接交流系统和直流系统的核心设备,它的稳定运行直接影响着直流输电系统的可靠性。变压器在空载合闸时会产生励磁涌流,并在不同的合闸角时,产生不同大小的励磁涌流,最大可达额定电流的8~10倍,同时会使变压器两侧的电流互感器饱和,由于三相电流互感器暂态特性的不一致会出现较大差流,有可能使变压器差动保护误动。文中结合直流输电工程中的事故实例,基于实际的控制保护模型与PSCAD/EMTDC仿真平台,采用实际故障录波分析和仿真分析相结合的手段,系统地分析了换流变压器空载合闸的励磁涌流特性,并提出了有效的励磁涌流的抑制方案。     

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。     

换流站桥差保护误动机理及基于互近似熵的闭锁新方案

针对高压直流输电工程在运行过程中多次发生换流站桥差保护误动的情况,对换流站桥差保护误动机理开展研究。利用PSCAD/EMTDC搭建特高压直流输电仿真模型,对空载合闸和外部故障切除情况下桥差保护误动行为进行仿真分析,揭示其误动原因,并提出一种基于互近似熵算法的桥差保护防误动闭锁新方案,以防止因电流互感器(TA)传变异常引起的桥差保护误动作。仿真结果表明所提闭锁方案在励磁涌流和恢复性涌流情况下能够有效防止桥差保护误动作。     

变压器涌流对直流50 Hz保护的影响机理与对策

近几年南方电网辖属直流工程出现多起变压器空投涌流引起直流50 Hz保护误动事件,为此,从变压器涌流谐波变换的角度分析变压器涌流对直流50 Hz保护的影响机理,评估各涌流影响因素控制手段的可实施性,并针对实际直流工程提出了减小分相合闸控制离散性的改进措施。研究结果表明,换流站临近电厂主变压器或换流站内部换流变压器空投而产生的和应涌流正序2次谐波分量是导致直流50 Hz保护误动的根本原因,而且直流工程采用以断路器回路闭环合闸时间作为选相合闸装置预控时间能有效抑制变压器空投涌流,从而规避直流50 Hz保护误动。     

逆变侧换流变压器网侧接地故障对差动保护影响分析

特高压直流输电系统逆变侧换流变网侧单相接地故障后,网侧电压跌落可能会引发直流系统换相失败,有直流分量流入换流变压器绕组,使变压器铁芯磁通发生偏移,引起换流变饱和,产生故障性涌流,进而影响其安全稳定运行。针对逆变侧换流变网侧单相接地故障产生的故障性涌流问题,通过开关函数理论讨论了换流阀正常换相以及换相失败两种情况下网侧故障电流特征,分析了逆变侧网侧单相接地故障后换流变磁通的变化情况。在此基础上,研究了电流互感器饱和对换流变差动保护的影响。结果表明,换流变网侧区内故障情况下,网侧电流互感器饱和,使得换流变差动电流二次谐波含量超过门槛值,导致差动保护误闭锁。最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证了分析的正确性。     

采用S变换相位差及能量相对熵的换流变零序差动保护新判据

针对换流变压器零序差动保护误动现象,提出一种采用S变换相位差及能量相对熵算法的换流变零序差动保护新判据。通过分析换流变压器区内各类故障、区外故障及外部故障切除时零序电流的特点,利用零序差动保护两侧自产零序电流和中性线上零序电流的相位和能量概率分布差异进行识别。当发生区外故障时,零序差动保护两侧零序电流的波形极为相似,其相位差和能量相对熵值都基本为0。当发生区内故障时,零序差动保护两侧零序电流相位相反且波形相似度小,其相位差接近180°且能量相对熵值增大。仿真验证表明,该判据可准确迅速识别区内与区外故障,其性能不受故障类型和过渡电阻的影响,且具有一定的抗电流互感器饱和的能力。     

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二次谐波涌流识别判据进行零序涌流辨识的可行性。理论分析表明:较相涌流,零序涌流的间断角显著减小,不适用于涌流识别;二次谐波特征显著加强,可作为识别零序涌流的可取方案引入零序过流保护,保证变压器备自投正常进行。最后,基于PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了上述结论的正确性。     

平行双回线电流平衡保护的仿真研究

平行双回线路电流平衡保护具有不需要通道、不需要PT输入的优点。文章提出了适用于高压平行双回线的电流平衡保护方案，首先仿真分析了基于全量、故障分量、零序分量的电流平衡保护的优缺点，在此基础上提出了利用全量电流和零序电流构成综合启动判据、由故障分量构成选线判据的电流平衡保护方案，该方案较基于全量的电流平衡保护灵敏度高、相继动作区小，而且具有选相功能。     

高压地下电缆自适应继电保护方案的研究

针对电力电缆与架空线路电气参数的不同,分别从电力电缆分布电容以及零序阻抗两方面出发,提出了适用于高压地下电缆的自适应保护方案。通过对采用电容电流补偿和不采用电容电流补偿的分相电流差动保护的动作行为的比较分析,证明了电容电流补偿的必要性,提出了基于电容电流半补偿的分相电流差动保护方案。由于电缆线路零序阻抗非线性特性对保护性能产生很大的影响,精确计算电缆线路零序阻抗是非常必要的,故提出了基于迭代算法的自适应零序电流保护方案的思路与步骤。     

变压器三角形绕组中环流的构造方法

由于Y,d接线变压器中三角形（△）侧绕组电流不易测量,使得变压器差动保护中存在电流相位补偿的问题,由此计算出的差流不能很好地反映本相励磁涌流的特征,也限制了基于等效瞬时电感变化的励磁涌流判据的应用范围。文中根据两侧绕组的电压方程,推导出△侧绕组环流与星形（Y）侧零序电压和电流之间的关系,提出了一种用于构造Y,d接线变压器中△侧绕组环流的方法,该方法与Y侧绕组接地方式无关,具有广泛的适用性。仿真与动模实验验证了该方法的正确性与有效性,结果分析表明,该方法有利于等效瞬时电感的计算及相关励磁涌流判据的实施。     

小电阻接地系统接地故障反时限零序过电流保护

现有的小电阻接地系统接地保护主要采用定时限零序过电流保护,定值较高,高阻接地时容易拒动。结合反时限过电流保护的特点,在分析小电阻接地配电网单相接地故障零序电流分布特征的基础上,提出一种改进的反时限零序过电流保护方法。通过各条出线保护间的横向配合,可使保护的启动电流定值无须躲过本线路的最大对地电容电流,显著降低了其启动门槛值,提高了高阻接地故障保护能力。通过MATLAB仿真验证了提出的反时限零序过电流保护的速动性和可靠性。     

变压器和应涌流分析

以2台单相变压器并联运行为例,利用励磁涌流偏向时间轴一侧的特点,解释了和应涌流的产生机理及其变化特点,指出和应涌流产生的本质原因是由于合闸变压器励磁涌流流过系统电阻使得其他变压器工作母线电压偏移,导致铁芯饱和造成的。初步分析了系统电阻、线路阻抗、空投变压器不同剩磁以及运行变压器二次侧负载对和应涌流的影响,讨论了和应涌流对变压器差动保护和后备保护的危害,其非周期分量长期作用引起的电流互感器局部暂态饱和以及差流中二次谐波含量降低是造成差动保护误动的主要原因。提出了相应的防范措施:在条件允许的情况下将电流互感器从P级更换为TP级以防止其暂态饱和;在满足灵敏度要求的前提下适当提高发电机及变压器差动保护的定值;尽量避免可能产生和应涌流的运行操作;正确整定变压器电流距离保护的各段定值;利用二次谐波分量构成零序二次谐波制动判据防止差动保护误动;寻求更可靠的主保护原理或完善纵差保护原理。     

变压器涌流对110kV线路保护的影响

针对电网分层、分区后导致110 kV线路对多台变压器同时合闸而造成线路保护误动的问题,采用电磁暂态程序(electro magnetic transient in DC system,EMTDC)进行仿真计算,并结合东莞电网某变电站的实际情况,分析多台变压器的涌流对110 kV线路距离保护及零序电流保护的影响.结果表明...