防止变压器差动保护区外故障误动的波形识别新方法

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1、中文摘要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

2、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

3、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。关键词：电流互感器饱和变压器差动保护波形识别ABSTRACTCurrenttransformer(CT、isanimportantcurrentmeasureelementinpowersystems，especiallyinrelayprotectionwhichneedsacc

4、uratecurrentmeasurementinfaultstate．However,becauseofthesaturationofcurrenttransformer,relayalwayscannotactcorrectly．Duetocapacityincreaseorstructurechangeofthepowersystem，allextra—highcurrentpossibly100timesoftheratedcurrentmayappearinsomecircuitsofthepowersystemwhenashort—ci

5、rcuithappensnearby,whichwillcausesaturationofthecurrenttransformerironcore．Inthenetworkoflargecapacityandover-voltage，directcurrentcomponentreducesslowly,whichmaydeteriorateseverelythefluxtransmissibilityofthecurrenttransformerwinding．Servingasmaintransformerprotectionfurintem

6、alfaults，differentialprotectioncallfunctioneasilybasedontheprincipleofcomparingtheangleandvaluebetweenthecurrenttransformersecondarysidesoftransformerwindings．Butatout—areafaultsandcurrenttransformersaturation，thecurrentofprimarysideCan’tbetransformedcorrectly,whichleadstothed

7、istortionofsecondarycurrentandfalseprotectingactions．TheCTsaturationisstudiedinthispaperbyATPandPSCAD／EMTDCsimulation．Basedonthis，someconclusionsofCTsaturationfeaturesaledrawn．Moreover,majorfactorsthataffectcurrenttransformersaturationareanalyzed，andmethodsofdetectingtransform

8、ersaturationarediscussed．Themathematicalmodelsoftransientcurr