电力变压器内部故障的非线性仿真模型

针对电力变压器内部故障分析和继电保护的需要,分析了现有变压器线性仿真模型中确定电感参数存在的问题。指出问题的关键是没有考虑发生内部短路故障后,变压器内部的磁场发生了变化,而且铁心存在饱和的非线性特征,因而用变压器的线性模型模拟和计算其电感参数是不准确的。为此,文中利用有限元分析法,提出了一种变压器内部故障的非线性仿真模型。该模型利用有限元分析法计算变压器内部故障后的参数,根据这些参数形成等值电路模型,并得到了需要研究的电流和电压值。为验证非线性模型的正确性,将1台模拟变压器的内部故障试验仿真数据与动模试验数据进行了比较。结果表明文中提出的变压器内部故障非线性模型是正确的。     

基于EMTDC的三相变压器阻抗保护性能仿真

变压器复压过流保护灵敏度不足时,一般都改用单相式阻抗保护,认为阻抗保护作为变压器内部故障及其他侧母线短路的后备保护灵敏度会高一些.利用PSCAD/EMTDC仿真软件构建模型,对变压器内部故障和各侧绕组引出端的相间短路进行了仿真分析.结果表明:阻抗保护对变压器匝间短路和匝地短路灵敏度很低,Y侧的阻抗元件也不能正确测量△侧...     

基于耦合漏感的四绕组变压器暂态模型及短路计算

为确保含四绕组变压器的变电站保护整定可靠性,需研究精细化的四绕组变压器暂态模型及其短路计算等值电路。分析常规变压器等值电路的不足,推导了修正的耦合漏感等值电路,根据三相三柱式四绕组变压器的拓扑结构,运用对偶性原理建立了基于耦合漏感的四绕组变压器电路-磁路暂态模型;利用漏磁路的互阻抗远小于漏阻抗的特点,推导了用于短路计算的四绕组变压器简化等值电路以及零序阻抗。根据某地220 k V变电站实例进行仿真计算,结果表明所提出的四绕组变压器暂态模型及短路计算方法能够更准确地计算含四绕组变压器变电站的短路电流。     

基于CIM的电力变压器模型分析

变压器模型正确与否对电力系统分析结果影响很大。离线潮流计算中,变压器等值阻抗是直接给定的,因而使用变压器模型通常无需考虑变压器分接头对等值阻抗的影响。而在调度自动化系统中,变压器的等值阻抗一般由主接头下短路试验数据计算而来,但变压器实际上可能在不同的分接头下运行,需要考虑变压器分接头调整的影响,且其影响比较显著。详细分析表明基于公共信息模型（CIM）定义的变压器模型可以非常方便地计及分接头调整对变压器等值阻抗的影响,非常适合于调度自动化系统,并且其参数计算非常方便。采用基于CIM的变压器模型,不仅可以方便地实现系统的互联,也可以保证电力系统计算的正确性。     

基于CIM的电力变压器模型分析

变压器模型正确与否对电力系统分析结果影响很大。离线潮流计算中,变压器等值阻抗是直接给定的,因而使用变压器模型通常无需考虑变压器分接头对等值阻抗的影响。而在调度自动化系统中,变压器的等值阻抗一般由主接头下短路试验数据计算而来,但变压器实际上可能在不同的分接头下运行,需要考虑变压器分接头调整的影响,且其影响比较显著。详细分析表明基于公共信息模型(CIM)定义的变压器模型可以非常方便地计及分接头调整对变压器等值阻抗的影响,非常适合于调度自动化系统,并且其参数计算非常方便。采用基于CIM的变压器模型,不仅可以方便地实现系统的互联,也可以保证电力系统计算的正确性。     

变压器瓦斯保护动作原因及对策

0引言 近年来,变压器特别是大型变压器事故较多,电力变压器的电量型继电保护,如差动保护、电流速断保护、零序电流保护等对变压器内部故障响应是不灵敏的,内部故障主要从匝间绝缘薄弱处击穿短路开始,短路匝内部的故障电流虽然很大,但反映到线电流却不大,只有故障发展到多匝短路或对地短路时才能切断电源.变压器内部故障的主保护是瓦斯保护,它能瞬间切除故障设备.     

风电接入对继电保护的影响(二)——双馈式风电场电磁暂态等值建模研究

提出建立双馈式感应发电机(DFIG)风电场多机等值方案。考虑到DFIG风机短路故障条件下投入转子Crowbar保护后,短路电流与转子实时转速相关的特点,提出以短路故障前瞬间的风机转子转速值作为DFIG风机分群的指标,以准则函数E收敛后得到的值最小为分群标准,采用K-means算法将具有相近指标的机组分到同一机群中。针对单个机群中可能存在多种型号DFIG风机的情况,采用基于容量加权的参数聚合法,计算等值风电机组转子运动方程参数、阻抗参数、变流器及其控制环节参数和箱式变压器参数。在PSCAD/EMTDC平台上建立DFIG风电场详细模型及其等值模型,仿真结果表明在相同故障条件下,风电场等值模型的故障电流能够很好地拟合详细模型。     

变压器纵联支接阻抗保护

为了提升变压器保护性能,文中提出了变压器的纵联支接阻抗保护方案。利用变压器两侧电压电流相量计算出变压器纵联支接阻抗,支接阻抗随变压器状态的不同将在阻抗平面上呈现出不同的运行轨迹,本方案根据该特点判断变压器是否故障。该方法不受励磁涌流影响,整定范围很宽,而且对变压器参数的要求低,对于空投于轻微匝间短路故障情况也可以准确判断。仿真实验及动模实验表明该方案能够快速可靠的切除内部故障。     

含变阻抗变压器的110 kV系统继电保护研究

随着电力系统不断发展,电网容量日益增大,电网工作时所带负荷也日益增大。高容量、高负荷导致线路发生短路故障时的短路电流剧增,从而对线路和通信设备造成很大危害。为降低短路电流,分析了含变阻抗变压器的110 kV电力系统继电保护可能出现的问题,为提高继电保护的灵敏度,提出了自适应保护的新方法,对变阻抗变压器在空投情况下的励磁涌流识别方法做出了可行性分析。根据仿真结果分析得出,传统的继电保护方法能够适应于含变阻抗变压器的110 kV系统,而自适应保护方法能够提高保护的灵敏度。     

基于PSCAD/EMTDC的变压器保护建模仿真

基于PSCAD/EMTDC软件对变压器保护装置进行建模,测试各种故障情况下,采用合理的保护算法,保护元件的动作情况。在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中,以自定义元件为基础,结合实际线路和变压器构建模型,建立主保护逻辑,验证了数字式变压器保护装置的性能。结果证明,利用该软件建模能识别各种不同故障下励磁涌流和内部故障电流,利用FORTRAN语言编写的自定义保护元件模型能正确动作。     

适用于继电保护整定计算的双馈风电机组等效模型

随着双馈风电机组并网容量的不断增加,风电机组的接入对电网继电保护的影响逐渐增强,研究适用于继电保护整定计算的双馈风电机组短路电流计算方法尤为重要。为了解决这一问题,并考虑到继电保护整定计算的实用性,建立了一种适用于继电保护整定计算的双馈风电机组等效模型。通过对双馈风电机组基本关系式的推导,得到了双馈风电机组的简化等效电路。通过对简化等效电路以及双馈风电机组发生短路故障时的暂态过程进行研究,推导出等效电动势的表达式,并进一步推导出了双馈风电机组的短路电流计算公式。最后通过仿真验证了等效电路和短路电流计算公式的准确性,为双馈风电机组的继电保护整定计算提供了一种新的等效模型。     

基于双馈风机短路特性的风电场集电线路继电保护整定方法研究

目前的定值整定工作中往往将风电场作为负荷或常规电源进行分析计算,已经导致了多起事故,因此深入研究风电场的故障特征以及对系统继电保护的影响显得非常重要。首先,在双馈风机短路等值参数模型的基础上,研究了风机短路特性对集电线路保护的影响和集电线路继电保护整定值整定方法。其次,充分考虑了风机短路故障电流的影响,并提出了一套完整的集电线路系统继电保护定值整定方法。该方法分析了三相短路和两相短路的短路电流,提出了集电线路相间过电流保护和汇集线接地故障的零序电流保护的整定原则和计算过程。该策略避免了风机发生故障时产生的过电流对下游集电线路继电保护装置造成冲击和误动,目前已经在实际风电场得到了应用,验证了该方法的有效性。     

整流变压器纵差保护二次侧电流最佳补偿方程及整定特征

为弥补当前国内外大容量整流变压器只有过流保护而无纵差保护的缺失,论述了建立整流变压器纵差保护的关键内容。首先,提出并论证了整流变压器纵差保护阀侧电流互感器二次侧电流采样值的特殊处理方法,以及网阀两侧进入纵差保护CPU参与差动电流、制动电流计算的三相电流有效值应当采用何值,即论证其最佳补偿(或称转角)方程,它与常规电力变压器、换流变压器、电炉变压器等的补偿方程都不相同。然后,提出并论证了整流变压器阀侧两相短路时网侧电流相位及模值的独特计算方法。分析了两相短路及单相接地短路时整流变压器纵差保护的动作特性。整流变压器纵差保护整定计算特征能使整流变压器区内短路时动作灵敏度显著提高,并且使纵差保护的动作范围显著扩大,能保护整流桥的阀短路及直流输出端的短路故障。     

新型换流变压器短路故障计算的残压变换法

为了探索计算新型换流变压器的短路故障的方法,为新型换流变压器的继电保护与自动装置的设计提供理论依据,研究了一种有效计算电力系统短路故障的方法—残压变化法。在此基础上,进一步补充了与组合短路故障类型相对应的变换矩阵参数列表,这不仅拓展了残压变换法的应用范围,也方便了它对组合短路故障的计算。基于所建立的新型换流变压器数学模型,采用该法对新型换流变压器各种节点短路故障进行了分析计算。实际算例验证了新型换流变压器短路故障计算的正确性,这对新型换流变压器的自动化控制和安全经济的运行具有重要的理论意义和实际价值。     

多绕组电力变压器内部短路稳态分析:（二）实验验证与差动保护灵敏度分析

通过在一台三相双绕组电力变压器内部设置各种短路来测试线端电压和电流,并与仿真计算的结果进行比较,验证了所提出的变压器内部短路故障分析的电路模型和计算方法.在此基础上,根据所设置的对地短路、匝间短路、相间短路等3种类型短路故障的仿真计算结果,分析了现有差动保护对这种变压器的保护灵敏度,指出纵差保护的灵敏度基本令人满意,而要提高零差保护的灵敏度,还需要进一步研究补偿措施.     

多绕组电力变压器内部短路稳态分析:（二）实验验证与差动保护灵敏度分析

通过在一台三相双绕组电力变压器内部设置各种短路来测试线端电压和电流，并与仿真计算的结果进行比较，验证了所提出的变压器内部短路故障分析的电路模型和计算方法。在此基础上，根据所设置的对地短路、匝间短路、相间短路等3种类型短路故障的仿真计算结果，分析了现有差动保护对这种变压器的保护灵敏度，指出纵差保护的灵敏度基本令人满意，而要提高零差保护的灵敏度，还需要进一步研究补偿措施。     

阻抗匹配平衡变压器的两继电器差动保护接线方式研究

根据阻抗匹配平衡变压器高低压绕组接线方式和运行特点,根据变压器差动保护对接线方式的要求,深入研究了阻抗匹配平衡变压器高低压侧各电流的变化规律,提出了适用于这种变压器的三种差动保护接线方式,这三种接线方式能保证在各种正常运行方式下和各种外部短路时,各差动继电器的两差动臂电流大小相等、相位相同,差动继电器可靠不动作;而当发生各种内部短路时,至少有一个差动继电器流入短路电流的二次值,差动继电器将灵敏反应、可靠动作切除短路故障。     

多绕组电力变压器内部短路稳态分析:（一）建模与仿真

电力变压器线圈之间的耦合特性使其内部短路故障的外部特性具有复杂性.为了正确设计和整定变压器内部故障的继电保护方案,必须逐个地针对每种变压器内部短路故障分布情况找到外部故障特征.文中提出了一种分析电力变压器内部短路故障的电路模型和分析方法,并以一台双绕组变压器为例,对线圈内部对地短路、匝间短路、相间短路分别进行了仿真计算,给出了外特性随故障类型和故障位置变化的规律.     

零阻抗支路在短路故障计算机分析中的应用

提出了将电气设备(如断路器等)用一条零阻抗支路模拟的短路电流计算方法.该方法利用零阻抗支路特点,结合定结构和变结构短路电流计算方法,能够直接求出在电气设备两侧分别发生短路时,通过电气设备(如断路器)的短路电流,从而合理地解决了传统的故障分析方法不能直接求出流过设备的短路电流的问题.实践证明,该方法使电气设备选择和继电保护整定计算实现计算机化更容易、更高效.