防止变压器差动保护区外故障误动的波形识别新方法

传统的电磁式电流互感器是测量一次电流的重要元件。特别是在继电保护中,要求电流互感器能够在故障时准确测量一次电流。但是由于电流互感器存在饱和问题,常常导致保护误动。随着电力系统容量增大或系统结构变换等原因,电力系统某些回路近处短路时,有可能出现百倍的特大短路电流,大短路故障电流将很容易导致电流互感器饱和;在大容量超高压电网中,短路电流中的直流分量衰减很慢,直流分量的存在也将严重恶化线圈绕组的磁通传变特性。 纵差动保护作为变压器内部故障的主保护,采用比较各侧电流互感器(CT)二次侧电流幅值和相位的原理,可以方便地实现快速保护。但在区外短路且CT严重饱和时,由于CT无法线性传变一次侧电流,导致二次测电流波形失真,从而导致保护误动作。 本文通过ATP和PSCAD/EMTDC仿真程序对CT饱和问题进行了深入地研究,并在此基础上总结出了CT饱和的若干行为特征,分析了影响电流互感器饱和的各种因数,讨论了几种检测电流互感器饱和的方法。分析和回顾了现有的电流互感器暂态仿真数学模型,总结了3种目前常用的电流互感器暂态仿真用数学模型,且对这三种电流互感器暂态模型进行了比较研究,提出了针对不同的研究目的,采用不同电流互感器数学模型的建议。 通过对变压器区外故障且CT饱和时差动电流的分析,提出了基于差动电流采样值波形识别的防止变压器纵差动保护区外故障误动新方法,从而在发生区外故障且CT饱和情况下能够有效地对变压器纵差动保护实现实时闭锁;并利用相位比较法在闭锁时间段内有效地对系统进行监测,当发生区外故障转为区内故障的时候能够适时地解除闭锁信号,开放保护。仿真结果证明了该方法的正确性。