直流偏磁对变压器保护的影响及直流偏磁保护改进

随着高压直流输电工程的建设,直流系统对周边电力设备的影响逐步受到关注。当直流系统单极大地运行或直流控制系统出现异常时,可能产生较大的直流电流注入相邻变压器。此时变压器可能产生直流偏磁。文中通过对变压器几种磁饱和特性的对比指出了直流偏磁的特殊性,结合现场波形特征分析直流偏磁及常见的偏磁抑制装置对保护设备的影响,指出现有直流偏磁保护判据存在的问题,进一步从直流偏磁出现的场景以及波形特征出发提出了对现有偏磁保护的多种改进意见。仿真及试验验证结果表明改进判据可有效提升直流偏磁保护的可靠性。     

统一潮流控制器系统串联变压器保护设计

串联变压器是统一潮流控制器(UPFC)系统的重要组成部分。其原边绕组直接串入电力系统,变压器设备特性和运行方式同常规电力变压器有很大不同,需要提供专用的保护方案。文中从串联变压器的特性和运行方式出发,提出了串联变压器保护需要考虑的特殊问题。针对其特殊性提出了完整的串联变压器保护配置方案,并给出了适用于串联变压器的专用保护判据。最后使用实际工程参数建立实时数字仿真(RTDS)模型。仿真结果表明,文中理论分析正确,所提出的保护方案和判据可靠有效。     

一种抽能型高抗的抽能绕组匝间短路保护方案研究

抽能型高压并联电抗器,简称抽能高抗,实质是一台由网侧绕组和抽能绕组构成的空心型变压器,属于一种既能吸收系统多余无功也能提供站用电源的新型电抗器。目前,工程上通常采用抽能绕组过电流或零序过电流保护反映抽能绕组的匝间短路故障,存在着选择性差、动作时间长等不足。因此,提出一种新型的抽能绕组匝间短路保护方案以解决这一问题,即综合采用抽能高抗网侧绕组的电压和电流以及抽能绕组环内电流等电气量,由区外异常判据、铁芯饱和判据和自产零序过流判据以逻辑相与的方式共同构成。RTDS仿真实验表明,该保护方案,既能保证在各种非区内故障工况下可靠不动作,又能灵敏反映抽能绕组4%匝以上的匝间短路故障,并将保护动作时间缩短至50 ms左右,解决了以往抽能绕组匝间短路保护方案选择性差、动作时间长等问题。     

一种抽能型电抗器的抽能绕组匝间保护及动模测试方案

抽能型电抗器由于其结构不同于电抗器和变压器,抽能绕组匝间故障如何快速保护没有得到共识,且工程应用较少。文中基于三相抽能绕组三角形接法的特点配置环流过流作为动作元件,采用电抗器侧零序过压或零序过流作为闭锁元件,实现抽能绕组匝间故障的快速保护,并对抽能绕组匝间故障下的环流进行分析。通过量化测试验证了物理模型的有效性。同时还提出了抽能绕组匝间保护的动模测试方案并进行测试,测试结果验证了保护逻辑的合理性。     

典型移相变压器差动保护配置对比分析

根据应用场合的不同,移相变压器有多种结构,不同结构和接线方式其差动保护配置也各有不同.从保护配置角度出发,总结了移相变压器的几种基本类型;以移相变压器常用的2种基本差动原理为基础,提出了针对几种典型移相变压器的保护配置;通过RTDS建模仿真实验,讨论了不同差动保护的保护范围、所反映的故障类型及相互配合关系.     

换流变压器励磁涌流特性及其对差动保护的影响

换流变压器通常由2台两绕组变压器并联构成,这种特殊结构使其保护配置以及空载合闸时励磁涌流特性和普通变压器有很大不同.构成换流变的2台独立变压器的励磁涌流叠加可能出现明显的故障特征.结合现场的实际波形,对这种现象的产生和影响进行了详细分析,在此基础上提出了一种较为完善的换流变大差励磁涌流闭锁判据.     

高压直流输电系统直流滤波器接地故障机理分析

高压直流输电系统以双极大地回线方式运行,较为典型。文中对此方式下直流滤波器电容区和调谐区的接地故障机理进行了研究,先分别构建其等效电路,然后定量分析其电气量特征,最后,以仿真实验加以验证。理论分析和仿真实验均表明,采用基尔霍夫电流平衡原理的差动保护反映直流滤波器接地故障时,选择包括直流分量在内的全波电流要比选择特征谐波电流更为合理,并具有更高的灵敏性和可靠性。     

分级可控型高压并联电抗器控制绕组的匝间保护

传统的分级可控型高压并联电抗器(以下简称分级可控高抗)保护装置,通过基于磁平衡的差动保护和控制绕组自产零序过流保护反映其控制绕组的匝间短路故障,存在着灵敏性低、速动性差和定值整定困难等不足。为此,文中提出了一种专用于分级可控高抗控制绕组匝间短路故障的保护新方法。它综合利用分级可控高抗的电压、网侧绕组电流和控制绕组电流等电气量,由差动保护检测元件、零序过流检测元件和区外异常检测元件共同构成,既能提高控制绕组匝间短路故障时保护的速动性、灵敏性和可靠性,又能简化保护定值整定。     

柔性低频输电系统的主变稳态负序差动保护

为了解决常规纵差保护难以适用于低频系统的问题,通过分析低频系统的序分量抑制策略,并根据低频系统故障进入稳态后单侧有负序注入的特征,提出一种基于稳态负序分量的主变差动保护方法。为防止该差动保护在区外故障时因电流互感器饱和出现误动,通过对比分析三类制动电流计算方式的制动性能,得到了差动保护的制动方程和制动系数。为解决励磁涌流、电流互感器断线可能导致误动的问题,提出了相电压突变量的差动保护开放条件。仿真分析表明,该方法能够灵敏反映区内金属性故障及轻微故障,在区外故障伴随电流互感器饱和时有可靠的制动裕度。     

换流变压器阀侧接地故障分析及保护优化

换流变是高压直流输电系统的重要组成部分。换流变阀侧自身无接地点,但直流侧有接地点,当换流变阀侧区内发生单点接地故障时,随着换流阀的导通和关断,故障电流呈现不规则的变化,换流变自身现有保护可能灵敏度偏低。极端情况下,当Y/Y接线变压器阀侧中性点发生接地故障时,换流变自身主保护无法快速动作。文中从换流变的结构及运行工况出发,定性概括了阀侧接地故障后的电流特征;分析了现有保护系统的特性;提出了基于零序差动和快速零序过流原理的换流变阀侧保护优化方案;并结合现场故障录波及实时数字仿真系统仿真波形对其进行了验证。验证结果表明,优化后判据可以有效提高换流变保护在阀侧区内单点接地故障下的灵敏度、动作速度及故障定位准确度。