基于环流相似度的变压器零模涌流识别与零序保护方法

随着我国电力系统规模的扩大和输电容量的增加,Yd连接的高阻抗变压器得到了广泛应用。传统的变压器零序差动保护采用二次谐波比进行涌流制动,但该方法在空投于内部故障时会出现拒动情况。提出了一种基于环流相似度的变压器零模涌流识别与零序保护方法,该方法计算原方零模涌流和副方环流的波形相似度,再根据变压器三相的饱和系数识别内部故障,综合实现变压器准确的涌流闭锁。仿真和实验结果表明,所提保护方法在变压器和应涌流及空投于内部故障情况下均能正确动作。

高阻抗变压器零模涌流特性与动模试验研究

基于“磁通-电感”映射关系,利用研究提出的零模涌流等值电路对高阻抗变压器(含高压内置型、低压串抗型)和普通变压器的零模涌流特性进行了物理机理的阐释。参照实际变压器研制了三种变压器的物理模型,构建了动态模拟试验系统。通过动模试验分析比较了剩磁(分闸角)、合闸角、电压、副方绕组接线方式、变压器类型等因素对零模涌流特性的影响,验证了机理阐释的正确性。为抵御高阻抗变压器零模涌流引起零序保护误动的风险,提出了调压绕组内置、分合闸角度匹配和二次谐波制动等应对方法。

变压器零模涌流解析分析及其等值电路

变压器(尤其是高压绕组内置型高阻抗变压器)空投产生幅值大且衰减缓慢的零模涌流,导致变压器甚至相邻线路零序保护误动现象常有发生。产生零模涌流的主要原因是变压器三相铁芯饱和不一致,目前尚缺乏这一复杂过程的解析方法和零模涌流等值电路。文章推导了能反映不同类型变压器参数差异的零模涌流解析表达式并构建了零模涌流等值电路,分析了参数变化对涌流大小的影响并解释了零模涌流衰减特性。分析表明,对于同一台变压器,前一次的分闸角θ和该次空投的合闸角α共同决定了零模涌流的大小和波形。数学解析复现了4组典型工况的零模涌流波形,并通过现场录波进行了验证。进而提出了减小副方三角绕组自漏感和增加二次谐波比判据的零序保护应对思路。

基于零模涌流波形相似度的零差保护CT极性校验方法

由于变压器正常运行时无零序电流,零差保护回路CT(变压器Y侧)存在极性校验的难题。传统极性校验方法需要利用负荷电流,存在应用局限。为此,提出了基于零模涌流的零差保护CT极性无负荷校验方法。该方法利用变压器空载合闸励磁涌流的零模分量,通过计算Y侧自产与中性点零模涌流的波形相似度,采取“假设-检验”的方式,遍历所有可能的极性错误情况,实现零差保护CT极性正确性的校验,并引入欧氏距离以进一步提高方法对极端涌流情况的适应性。基于PSCAD/EMTDC4.6和Matlab对此方法进行了仿真分析,并利用南方电网某500 kV主变空载合闸涌流录波数据进行了验证,结果表明该方法能在无负荷情况下可靠识别零差保护二次回路CT极性错误类型,有效防止零差保护误动。