基于波形识别的变压器自适应制动比率差动保护原理

带多段折线或非线性特性的比率差动保护引起了广泛的关注，其中三折线比率制动特性的差动保护已在变压器保护中得到了应用，但是，如何整定各段折线拐点及非线性特性依然是一难题。文中分析了差动不平衡电流、电流互感器(TA)饱和、TA传变误差及波形相关系数之间的关系，并通过大量的仿真计算，得到了TA传变误差与相关系数的比率关系，在此基础上，提出了一种根据波形相关系数自动调整制动比率特性的变压器差动保护原理。     

新型变压器零序差动保护方案设计

从保护方案设计和保护逻辑两方面详细论述了一种新型的变压器零序差动保护方案。方案设计中引入了外部故障异步区分、方向判据及二次谐波闭锁判据来可靠区分区内、区外故障,并介绍了差动电流、制动电流的选取。经试验证明该方案安全可靠,能够充分发挥零序差动保护对接地故障灵敏度高的优势。目前,该方案已实际应用于某变压器的保护装置中。     

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。     

变压器零序差动保护的讨论

归纳了对变压器装设零序差动保护必要性的不同论点后指出，零序差动保护仅在变压器绕组靠近中性点(占整个绕组2％)处发生接地故障，相间差动保护灵敏度不足时方才显示出其灵敏度高的优越性。但是一方面在靠近中性点处电压很低，发生故障的几率很小，被短路的匝数少，故障危害不大；另一方面零序差动保护也不可能没有死区，其死区有多大还未深入研究。因此，装设零序差动保护的必要性不大。如果愿意装设零序差动保护作为补充，应将安全性放在首位，宜限制其保护范围。为此，提出用比例判据代替比率制动判据的方案。     

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。     

变压器零序差动保护电流互感器极性校对方法探讨

介绍了变压器零序差动保护的基本原理及其TA极性现场配置方法,指出变压器零序差动保护误动的主要原因。通过分析变压器受冲击时励磁涌流的形成过程,提出利用励磁涌流来校验TA极性的方法;同时还提出利用模拟单相接地故障来校验TA极性的方法。     

变压器零序差动保护的几个问题

通过分析变压器传统纵差保护在反映接地故障时灵敏度上的不足,论述了装设零序差动保护的必要性.在分析了传统零序差动保护各种制动电流的选取方式后,对两卷变压器和自耦变压器的零序差动保护提出了一种通用的制动电流选取方式.同时,还针对传统差动保护的动作特性单一的缺点,提出了变特性的差动保护设计新思路,并在此基础上给出了零序差动保护的设计新方案.最后,还根据现场实际情况给出了一种效验中性点零序CT极性的方法,为零序差动保护在现场的正确应用提供了有力的支持.     

变压器零序差动保护的几个问题

通过分析变压器传统纵差保护在反映接地故障时灵敏度上的不足,论述了装设零序差动保护的必要性。在分析了传统零序差动保护各种制动电流的选取方式后,对两卷变压器和自耦变压器的零序差动保护提出了一种通用的制动电流选取方式。同时,还针对传统差动保护的动作特性单一的缺点,提出了变特性的差动保护设计新思路,并在此基础上给出了零序差动保护的设计新方案。最后,还根据现场实际情况给出了一种效验中性点零序CT极性的方法,为零序差动保护在现场的正确应用提供了有力的支持。     

变压器零序差动保护的分析和改进北大核心

通过分析变压器纵差保护在保护变压器单相接地故障时灵敏度的不足,论述了变压器配置零序差动保护的必要性。但由于人为原因,比如零序电流互感器极性接线错误、定值误整定、零序电流互感器选型错误等,变压器零序差动保护误动事故时有发生。这些零序差动保护的错误无法通过正常负荷电流进行校验,因而限制了零序差动保护的推广应用。通过为零序差动保护配置自校验功能,利用变压器空投励磁涌流校验零序差动保护回路的正确性,并通过动模测试和验证试验证明了自校验功能的正确性。自校验功能不需要人工参与且可靠实用,可防范人为错误导致的零差保护误动事故。     

主变压器差动保护误动故障实例分析

某110 kV变电站上线路6发生故障,导致该母线上所连接的4号主变压器差动保护误动。结合故障实例,对电流互感器(TA)饱和引发的主变差动保护误动进行详细分析,并制定出相应的整改方案及预防措施,以避免类似事故再次发生。     

基于负序电流判别的变压器差动保护零序电流自动补偿方法

对于星形/三角形(Y/d)连接组的变压器,形成差动量一般采用2种转角方式:Y侧电流移相转角(Y→d)和d侧电流移相转角(d→Y)以实现二次电流的幅值和相位校正.为了避免中性点直接接地侧外部单相接地短路时差动保护误动,2种转角方式都消去了差动电流中的零序分量,但因此降低了差动保护反应内部单相接地短路和匝间短路的灵敏度.直接利用中性点零序电流对差动电流进行自动补偿可以兼顾区内外接地短路时保护的可靠性与灵敏度,但实际上由于三相电流互感器(TA)与中性点零序TA的不同型问题,也可能导致差动保护的误动.研究表明,充分利用变压器各侧负序电流在区内外接地短路时的不同相位特征,可以对差动电流进行零序电流的自动补偿,既提高了区外接地短路时保护的可靠性,又保证了区内接地短路时保护的灵敏度不会降低.该方法无需增加额外的零序TA二次接线,也避免了零序TA极性校验问题.     

基于双端电流波形相关度识别的线路零序差动保护启动元件

对一起线路保护误动案例的分析结果表明:若某侧电流互感器在区外故障时发生轻微暂态饱和,因其电流波形畸变不明显使饱和判据失效,零序差动保护容易误动作。为解决这一问题,对三相电流互感器的暂态饱和特性进行了分析,得到了暂态饱和时间与故障角、故障电流的关系,并采用迭代方法计算出进入饱和的最小时间和使电流互感器饱和的最小全偏移故障电流。在此基础上,以两端零序电流作为识别对象对电流互感器饱和状态进行鉴别,构建了改进的零序差动保护启动元件。在电流互感器有剩磁和无剩磁工况下对各种故障进行了仿真,结果表明该启动元件可大幅提高零序差动保护动作的准确率,证明了其可行性和有效性。     

基于CT饱和综合判据的变压器差动保护的研究

介绍了一种新型的基于CT饱和综合判据的变压器比率制动差动保护方案。首先,分析了比率制动差动保护的原理及算法;其次,在分析了谐波制动法、时差法和附加稳定区法的基础上,得出了新型的CT饱和综合判据并分析了其优点;再次,给出了基于CT饱和综合判据的变压器差动保护的数值计算方法,可有效减轻CPU的负担,从而使程序运行更稳定;最后利用动模试验验证了基于CT饱和综合判据的比率制动差动保护的可靠性与快速性,并且验证了它在CT饱和延时闭锁差动保护期间可以快速反应变压器区内故障。     

基于特征电流波宽判据的变压器差动保护方法

变压器差动电流波形在区内故障后第一周期内由于非周期分量和高次谐波的影响而存在较大偏移,导致保护容易出现误判。为解决该问题,在PSCAD中建立变压器差动保护仿真模型,对三相差流瞬时值取绝对值后求和得到特征电流。研究发现励磁涌流与内部故障电流的特征电流在波形间断角和纵向偏移上存在明显差异,可以通过在时间轴上方设置合理的门槛值,取特征电流波形在该门槛值以下的波宽作为识别涌流与内部故障电流的判据,由此提出一种基于特征电流波宽判据的变压器差动保护方法。仿真表明该方案能有效提高保护动作速度,维持在20 ms左右,弥补了波形对称性原理的差动保护在可靠性和速动性上的不足。     

一起主变差动保护动作的原因分析及处理

分析了由于检修工艺不到位而遗留的隐患所造成的主变引线短路故障的问题。指出检修质量对设备安全运行至关重要。     

特高压换流变故障性涌流产生机理及其对差动保护的影响

从磁链变化角度分析特高压换流变压器(简称换流变)阀侧发生单相接地故障时由换流阀单向导通性引起的励磁涌流(定义为故障性涌流)的产生机理和变化特点。以特高压直流输电系统中某一换流变为例,分析故障性涌流对换流变差动保护动作特性的影响。研究结果表明,故障性涌流容易导致换流变区外故障转区内时差动保护误闭锁。针对该问题,进一步分析发现,由于换流阀的单向导通性使得转换性故障发生后差动电流的直流分量存在由负极性到正极性反转的特征,进而利用该特征提出换流变差动保护闭锁逻辑改进判据。仿真结果证明了所提判据的可靠性。     

不同故障下特高压换流变压器差动保护动作特性分析

换流变压器作为高压直流输电系统中重要的电气设备,其继电保护对保障系统安全运行有着非常重要的作用。目前,变压器大多采用基于二次谐波制动的差动保护闭锁方案。特高压直流输电系统中换流器的非线性导致换流变压器和普通电力变压器差动保护存在差异。通过构建相应的短路电流流通路径,研究了换流变压器差动电流在区内单相接地短路故障、区内相间短路故障以及整流侧阀短路故障情况下的特点。研究结果表明,换流变发生区外故障时差动保护不会误动,但换流变发生区内故障时差动保护可能拒动。     

微机型变压器差动保护误动作原因分析与对策

通过对一起微机型变压器差动保护误动作的原因分析,揭示了变压器的暂态饱和对差动保护的影响。提出了利用制动电流的二次谐波比进行闭锁的新方法,该方法可提高微机型变压器差动保护的可靠性。     

变压器差动保护中电流互感器及其联接组的若干问题探讨

阐述了变压器差动保护中电流互感器(TA)及其联接组的若干技术问题的重要性。对这些问题给出了解决方法:利用数学方法解决TA联接组的匹配;针对TA饱和的附加稳定区判别法;电流电压量综合判别法识别TA二次电路断线或短路问题;加强保护的人机接口功能,避免TA接线的相序、极性和接地问题。