Influence of Inrush Current on Operation Characteristics of Saturation Protection for Converter Transformer and Its Countermeasures

WENG Hanli; DENG Banghui; ZHOU Zhaokun; CHEN Shi; KONG Xiangping; LI Zhenxing

doi:10.7500/AEPS20240924003

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Influence of Inrush Current on Operation Characteristics of Saturation Protection for Converter Transformer and Its Countermeasures

Application Research | 更新时间：2025-07-14

- Influence of Inrush Current on Operation Characteristics of Saturation Protection for Converter Transformer and Its Countermeasures
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 14, Pages: 173-180(2025)
- 作者机构：
  
  1.新能源微电网湖北省协同创新中心（三峡大学），湖北省宜昌市443002
  2.三峡大学电气与新能源学院，湖北省宜昌市443002
  3.国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，江苏省南京市 211103
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52077120)
- DOI：10.7500/AEPS20240924003
  CLC：
- Received：24 September 2024，
  
  Revised：2025-02-20，
  
  Published Online：13 June 2025，
  
  Published：25 July 2025
- 稿件说明：
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翁汉琍,邓邦汇,周照坤等.励磁涌流对换流变压器饱和保护动作特性的影响及对策[J].电力系统自动化,2025,49(14):173-180.

WENG Hanli,DENG Banghui,ZHOU Zhaokun,et al.Influence of Inrush Current on Operation Characteristics of Saturation Protection for Converter Transformer and Its Countermeasures[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(14):173-180.
翁汉琍,邓邦汇,周照坤等.励磁涌流对换流变压器饱和保护动作特性的影响及对策[J].电力系统自动化,2025,49(14):173-180. DOI： 10.7500/AEPS20240924003.

WENG Hanli,DENG Banghui,ZHOU Zhaokun,et al.Influence of Inrush Current on Operation Characteristics of Saturation Protection for Converter Transformer and Its Countermeasures[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(14):173-180. DOI： 10.7500/AEPS20240924003.

摘要

饱和保护可以防止直流偏磁对换流变压器造成危害。饱和保护在无直流偏磁工况下不应动作，但工程现场曾多次出现在换流变压器空载合闸过程中饱和保护误动的情况。针对该问题，文中对换流变压器空载合闸以及空载合闸伴随直流偏磁工况下，励磁涌流和中性线电流特征进行分析，揭示饱和保护误动作和提前动作的原因。利用单纯励磁涌流和涌流叠加直流偏磁工况下换流变压器电流衰减特征差异，构造修正系数，对饱和保护判别用的中性线电流进行修正，以区分涌流和直流偏磁对中性线电流的影响，提升保护可靠性。仿真验证结果表明，所提方法能有效防止换流变压器空载合闸期间饱和保护的误动作和提前动作。

Abstract

Saturation protection can prevent DC bias from causing harm to the converter transformer. The saturation protection should not operate under conditions without DC bias. But there have been multiple incidents of misoperation of the saturation protection during the no-load closing process of the converter transformer in field engineering. To address this issue

this paper analyzes the characteristics of inrush current and neutral line current under both the no-load closing condition and the no-load closing with DC bias scenarios. The analysis reveals the causes of saturation protection misoperation and premature operation. Based on the differences in current decay characteristics between pure inrush current and inrush current superimposed with DC bias

a modification coefficient is constructed to modify the neutral line current used for saturation protection discrimination. This modification decouples the influence of inrush current and DC bias on the neutral line current

thereby enhancing protection reliability. Simulation results demonstrate that the proposed method effectively prevents misoperation and premature operation of saturation protection during the no-load closing process of converter transformers.

关键词

Keywords

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