基于瞬时电流特征的电流互感器饱和识别改进方法

电力系统发生区外故障时电流互感器饱和可能引起差动保护误动,常用的解决方法选取的开放差动保护门槛值固定,未考虑差动电流畸变程度的影响,在饱和程度较轻时门槛值偏大,使得开放保护延时较大。针对这一问题,提出了一种基于瞬时电流特征的电流互感器饱和识别的方法。该方法在虚拟制动电流识别电流互感器饱和的基础上,通过分析电流互感器的传变特性得到电流互感器饱和程度与一次电流及其导数的关系,利用BP神经网络拟合算法建立一次电流特征与最优门槛值之间的映射关系,从而可以自适应选取开放差动保护门槛值,以减少差动保护闭锁时间。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于小矢量算法的自适应椭圆制动特性变压器差动保护

随着高压、超高压变压器的应用,采用半周或全周数据窗计算方法的传统差动保护,动作时间往往会达到30 ms 以上,已经无法满足快速动作的要求。区外故障时,初始暂态分量、CT饱和以及谐波的影响,使不平衡电流增大,差动保护容易误动。采用小矢量变数据窗的计算方法,同时考虑到区外故障因CT饱和或谐波以及暂态电流等影响使电流波形畸变,自动修复制动电流因波形畸变造成实际电流和估算电流计算的误差,在传统比率制动差动保护的基础上,用椭圆制动特性来描述差动保护。区内故障时,动作时间在10~15 ms左右,同时有效的防止了区外故障时或区外故障切除时保护的误动。仿真和试验证明,采用补偿波形畸变的小矢量算法自适应椭圆制动特性,提高差动保护的可靠性和灵敏性,较之传统比率差动保护具有明显优越性和实用性。     

分段比率制动的电流差动保护

通过对一起高压输电线光纤电流差动保护误动事故的分析,论述了在故障暂态过程中,非周期分量电流将使电流互感器铁心中的磁通显著增大,并形成大量剩磁。铁心剩磁的存在使电流互感器在 B-H曲线上的起始工作点发生变化,加重了饱和程度和缩短进入饱和时间,这是差动保护误动的重要原因。经过分析电流互感器误差和比率制动系数的关系,指出不考虑暂态剩磁的影响,仅依据制动电流的大小对差动保护特性进行分段,或者盲目地提高制动系数都是不完善的,以铁心磁感应强度的大小为依据进行比率制动特性的分段是克服电流互感器饱和、提高保护灵敏度和可靠性的更合理的方式。最后给出了一种工程实用解决方案。     

微机母线保护对电流互感器暂态过程自适应方法研究

随着电力系统的暂态时间常数逐渐变大,母线区外故障电流互感器饱和时,设法避免母线保护装置误动尤为重要。在充分利用电流互感器饱和时传变电流特点基础上,提出了母线差动保护判据在电流互感器暂态过程中有选择开放的办法,来避免区外故障电流互感器饱和时的保护误动。     

电流互感器二次侧并联接入变压器差动保护装置的问题研究

差动保护作为主保护,必须保证能够准确快速地切除故障并防止误动。以内桥接线变压器为研究对象,分析了在差动保护电流互感器二次侧并联接入保护装置的情况下,当保护区内、区外发生故障时差动保护的动作情况,分析发现当保护区外故障以及近侧变压器空载合闸后,由于制动电流很小,电流互感器严重饱和,因而产生很大的不平衡电流可能导致比率制动的差动保护误动。仿真结果表明在近侧变压器空载合闸时,带负荷变压器的电流波形严重恶化,差动电流突然增加并且二次谐波含量过低从而使得差动保护误动。最后提出了相应防范对策。     

数字差动保护抗电流互感器饱和的线性区方案

主设备保护通常采用差动原理作为主保护原理,随着数字保护在电力系统的广泛应用,存在电流互感器（TA）暂态饱和易引起差动保护误动的问题。数字差动保护抗TA饱和的线性区方案是建立在TA暂态饱和时一次电流每个周期过零时始终存在一定的线性传变区域的理论基础上,对TA传变的数据取最小的线性区选择方法,动作电流采用半波傅里叶滤波算法计算,制动电流采用全波傅里叶滤波算法计算,构成比率制动差动保护。该方案原理简单、实现方便,动模录波数据说明该方案能够基本消除区外故障TA暂态饱和引起差动保护误动的情况,可直接应用于变压器差动保护、发变组差动保护和母线差动保护,应用前景良好。     

3/2开关接线方式下基于能量制动的抗电流互感器饱和措施

结合一起3/2开关接线方式下,发生区外故障时由于电流互感器(TA)饱和导致差动保护误动作的案例,分析了3/2开关接线方式下TA饱和对比例电流差动保护的影响,得出了基于差动量和制动量比例制动特性的电流差动保护在区外故障出现TA饱和时动作概率会很大的结论。根据在TA线性传变区内差动电流和制动电流能够正确反映区内外故障的思想,提出了基于能量制动的抗TA饱和措施,并且针对3/2开关接线方式下的特殊电气结构,提出了在该接线方式下的一种新的制动能量表达方式,能够对由于区外故障导致的TA饱和进行可靠识别并闭锁差动保护。仿真分析表明,针对3/2接线方式下可能出现的TA饱和现象,提出的抗TA饱和措施能够显著提升电流差动保护的抗TA饱和性能。     

P级TA饱和对数字式比率制动特性差动保护的影响

长期以来，比率制动曲线的比率制动部分历来都和电流互感器（TA）的抗饱和能力联系在一起，认为只要有了比率制动特性，差动保护就不会误动，但事实并非如此，长期统计表明有些原因不明的误动或多或少地和TA的暂态饱和有关，通过对非TPY级TA饱和的变压器区外故障动模数据分析，得出比率制动特性差动保护在P级TA暂态饱和情况下可能会误动的结论。同时，还详细阐述了选择合理的出口判据次数，数字滤波算法，数据窗的长度能提高差动保护抗TA暂态饱和能力的影响。     

按支路计算制动的母线三折线比例差动保护

常规母线保护比例差动区内故障和区外故障制动特性相同,区外抗CT饱和的能力受到制动系数提高的限制。根据母线区内故障和区外故障时短路电流的分布特点,提出了按支路计算制动电流的母线保护比例差动原理。各支路的制动特性取为非线性的两段折线特性,制动电流按支路分别计算再求和。新方法区内故障时动作特性和常规差动相同,区外故障时提高了制动电流,在各支路CT变比不同时制动能力也更强。算例分析和仿真表明,区外故障时的抗饱和能力较常规差动提高了30％。     

流变二次侧并联接入差动保护装置的问题研究

差动保护是变压器和母线经常采用的主保护,必须保证能够准确快速的切除故障并防止误动。分析了当差动保护电流互感器二次侧并联接入保护装置时,保护区内、区外发生故障时差动保护的动作情况,说明了当保护区外故障以及近侧变压器空载合闸后,比率制动的差动保护由于制动电流很小,而流变严重饱和产生的不平衡电流增大可能误动,最后提出了对策。     

电气主设备纵差保护的进展

根据比率制动式纵差保护在运行中提出的问题 ,主要是电流互感器在外部短路暂态过程中造成的纵差保护不平衡电流增大和饱和效应使制动电流减少 ,可能产生误动作 ,发电机或变压器绕组短路时一侧可能存在不大的流出电流会影响保护动作的灵敏性 ,甚或造成保护拒动 ,这种流出电流可能是负荷电流 ,也可能是由短路安匝对健全绕组的互感所引起的感应电流。作者吸取国内外先进经验 ,结合主设备内部故障的分析建议推广标积制动原理的比率制动或纵差保护新方案     

扇环型制动区差动保护算法

同步误差在差动保护中表现为相移,同步误差引起的安全性问题可以用差动保护的相移制动能力描述.本文首先分析了传统比率制动判据的相移制动能力,发现获取良好的相移制动能力必须牺牲算法的灵敏度.为了适应弱同步环境,本文提出了一种新的差动保护判据,新判据分别从幅值和相角两个方面独立形成制动约束,从而可以合并解决电流互感器和同步误差引起的不平衡电流问题.新判据的制动区在ρ平面上呈现扇环形状,扇环内径决定了判据的灵敏度,扇环展开角度决定了判据的相移制动能力.仿真结果证明同步误差达到3ms时新判据能可靠制动,同时还能兼顾算法的灵敏度和电流互感器饱和时的安全性.     

对变压器比率制动差动保护几个参数的再认识

讨论了比率制动差动保护制动系数与制动特性曲线斜率的关系、制动系数与电流互感器误差及流出电流的关系及与灵敏度的关系。指出了启动电流,最小制动电流和制动特性曲线斜率对保护制动特性的影响,提出了在整定和使用该保护时应注意的一些问题。     

A Kalman filter based digital percentage differential and groundfault relay for a 3-phase power transformer

The design and real-time implementation of a Kalman-filter-based digital percentage differential and a ground-fault protection scheme for three-phase power transformers are presented. A set of eleven-state Kalman filters is used to estimate the fundamental and up to fifth harmonic components of the transformer current signals. The protective relay is equipped with an even harmonic restraint during magnetizing inrush conditions and a fifth harmonic restraint during overexcitation conditions. The restraint during external faults is provided by means of a percentage differential characteristic. The relay operates in half a cycle during internal faults. In order to achieve sensitive ground-fault protection, separate primary and secondary ground-fault protection are provided. The relay algorithm is implemented on a single TMS320 digital signal processor and tested in real time using a three-phase laboratory power transformer     

电流行波差动式母线保护的研究

为避免电流互感器暂态饱和的影响,研究了一种基于暂态电流行波的新型母线保护。在对母线上线路各相电流行波差动量的故障特征进行分析的基础上,为提高判别母线区内外故障的灵敏度,又引入各相电流行波的制动量,提出一种具有比率制动特性的电流行波差动式母线保护,及其基于小波变换的实用比率判据。理论分析和EMTP仿真表明该母线保护快速、灵敏、可靠,基本不受故障类型、故障过渡电阻、故障距离和故障初始角的影响。     

适用电子式互感器的变压器保护磁通制动技术

为了解决传统变压器磁通制动技术在电子式互感器应用场合下的使用局限性,提出了一种适用于电子式互感器及三相变压器的磁通复判保护技术。介绍了磁通制动技术在变压器差动保护中的运用情况及存在问题,讨论了电子式互感器暂态特性对磁通制动原理的影响。研究了基于三相变压器差动保护的转角补偿、涌流选相、陷阱复判等问题,给出了保护算法实现流程。实验结果表明,适用电子式互感器的磁通制动技术能大幅提高差动保护动作速度,同时具备可靠的涌流识别能力。     

变压器差动保护中的两个问题

变压器差动保护中,正确整定是保证差动保护正常工作的前提。首先,分析了差动回路中的不平衡电流大小问题。为保证差动保护区外短路故障时可靠不动作,在计算最大不平衡电流时应考虑仅限制电流互感器变比误差导致不平衡电流增大因素。特别是差动保护两侧电流互感器匹配不好时,尤其应注意此点。然后,分析了制动特性设定问题。这两个新问题的提出,对现场的整定和保护维护有积极的意义。