In this paper, a novel power-based algorithm to discriminate between switching and internal fault conditions in power transformers is proposed and evaluated. First, the differential power signal is scrutinized and its intrinsic features during inrush conditions are introduced. Afterwards, a combined time-domain-based waveshape classification technique is proposed. This technique exploits the suggested features and provides two discriminative indices. Based on the values of these indices, inrush power signals are identified after only half a cycle. This method is founded upon some inherent low-frequency features of power waveforms and is independent of the magnitude of differential power. The approach is also unaffected by power system parameters, operating conditions, noise and transformer magnetizing curves. Simplicity of the suggested features and equations describe how the proposed method can help make it a practical solution for the inrush problem. Extensive simulations carried out in PSCAD/EMTDC software validate the merit of this technique for various conditions, such as current-transformer saturation. Furthermore, real-time testing of the proposed method using real fault and inrush signals confirms the possibility of implementing this algorithm for industrial applications

چکیده

در این مقاله، یک الگوریتم جدید مبتنی بر توان جهت آشکارسازی و تشخیص خطاهای سوئیچینگ و خطاهای داخلی در ترانسفورماتور قدرت پیشنهاد و مورد بررسی قرار گرفته است.ابتدا سیگنال توان دیفرانسیلی بررسی شده و ویژگی های ذاتی آن در حضور جریان های هجومی معرفی شده است. پس از آن، یک روش ترکیبی طبقه بندی شکل موج مبتنی بر حوزه زمان ارائه شده است. این روش ویژگی های پیشنهاد شده را مورد استفاده قرار می دهد و دو شاخص تشخیصی را فراهم می کند. بر اساس مقادیر این شاخصها، سیگنال های توان هجومی پس از تنها نیمی از یک سیکل مشخص شده اند. این روش بر مبنای برخی از ویژگی های ذاتی شکل موج توان با فرکانس پایین بنا نهاده شده است و مستقل از دامنه سیگنال توان دیفرانسیلی است. همچنین این روش تحت تاثیر پارامترهای سیستم قدرت، شرایط عملیاتی، نویز و منحنی های مغناطیسی ترانسفورماتور قرار نمی گیرد. سادگی ویژگی های پیشنهادی و معادلات، نشان می دهد که روش پیشنهادی می تواند به عنوان یک راه کار عملی برای حل مساله جریان هجومی کمک کند. شبیه سازی جامع انجام شده در نرم افزار PSCAD / EMTDC اعتبار این روش را برای شرایط مختلف، از جمله جریان اشباع ترانسفورماتور تایید می کند. علاوه بر این، تست زمان واقعی روش ارائه شده با استفاده از خطاهای واقعی و سیگنال های هجومی امکان پیاده سازی و اجرای این الگوریتم برای کاربردهای صنعتی را تایید می کند.

1-مقدمه
به طور کلی، رله های دیفرانسیلی به عنوان اولین انتخاب برای حفاظت از ترانسفورماتور قدرت در نظر گرفته شده اند. با وجود عملکرد نسبتا قابل قبول رله ها، رله های دیفرانسیل دارای برخی کاستی ها و نقص نیز می باشند. یکی از این مشکلات، قطعی نادرست ترانسفورماتور در طول حضور جریان مغناطیسی هجومی است. در طول دوره زمانی برق دار شدن یک ترانسفورماتور، هسته آهن آن معمولا اشباع شده و جریان بزرگی از شاخه مغناطیس شده عبور می کند. رله ترانسفورماتور باید حالت هجومی بی خطا و جریان های اتصال کوتاه داخلی تمایزی قایل شود...