【精彩论文】基于去趋势分析的大规模双馈风电场送出变压器差动保护

观点凝练

摘要：由于双馈风电场输出的故障电流具有频偏特性且含有较大的谐波分量，当双馈风电场送出变压器发生内部故障时，变压器差动电流中二次谐波与基波的比值增大，使得变压器差动保护面临延时动作的风险；且系统发生故障时，双馈风电场输出的故障电流中存在大量非周期分量，会使得送出变压器中的电流互感器更易发生饱和现象，致使传统变压器差动保护的可靠性降低。提出了基于去趋势分析的大规模风电场送出变压器的差动保护方案。首先，将采样电流通过滑动数据窗进行去趋势分析得到去趋势残差函数，然后，结合电流波形斜率特征完成对变压器励磁涌流及故障差流（包含电流互感器饱和状态下）的有效区分。最后，在PSCAD中搭建了双馈风电场送出系统，在不同工况下验证且分析了所提保护方案的适用性。
结论：由于双馈风电场输出的故障电流具有频偏特性且含有较大的谐波分量，不仅使得电流互感器由于非周期分量增大面临饱和的风险，还会导致传统变压器差动保护采用二次谐波原理制动时延时动作。因此，本文提出了基于去趋势分析的双馈风电场送出变压器的差动保护方案，并通过仿真分析验证了方案的有效性，得出结论如下。

1）通过去趋势分析可以提取出变压器差动电流波形中的线性区域，再根据线性区域的不同特征可以实现对变压器故障电流和励磁涌流的区分。

2）与传统的变压器差动保护方案相比，本文所提方案不受双馈风电场故障电流频偏特性的影响，且在出现TA饱和现象时仍能保证动作的速动性及可靠性，避免了变压器差动保护因二次谐波元件闭锁或TA饱和而延时动作的风险。

引文信息

徐艳春, 范钟耀, 孙思涵, 等. 基于去趋势分析的大规模双馈风电场送出变压器差动保护[J]. 中国电力, 2023, 56(7): 186-197.XU Yanchun, FAN Zhongyao, SUN Sihan, et al. Differential protection of transmission transformer for large-scale doubly-fed wind farms based on detrended analysis[J]. Electric Power, 2023, 56(7): 186-197.

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编辑：于静茹

校对：王文诗

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