PDF《基于 Yn/Δ接线变压器零序纵差保护原理研究》

3 所示. In0 Im0 Ik f Zs1 Zf U(0) X1σ '

Ek X2σ '

图3区内故障时零序等值电路 Fig.3 Zero-sequence equivalent circuit of the transformer when internal fault occurs -

56 - 电力系统保护与控制 图中:f 为故障点;

k E ? 为故障支路零序电压;

k0 I ? 为故障支路零序电流;

1 X σ ′ 、

2 X σ ′ 分别为内部 故障时两侧绕组的等效漏抗. 此时 m0 n0 k0 I I I ? ? ? + = . 根据以上分析, 可以选择 m0 op n0 | | I I I ? ? = + 作为 零序纵差保护的动作电流,采用比率制动特性,选取m0 res n0 | | I I I ? ? = ? 为制动电流,动作判据为 m0 n0 m0 n0 res | | | | I I K I I ? ? ? ? + ? >

(1) 其中,取制动系数 res K =0.75. 1.2 零序电流计算 式(1)中m0 I ? 、 n0 I ? 可由以下方法得到. m0 I ? 可根据式(2)得到: m0 mA mB mC

1 ( )

3 I I I I ? ? ? ? = + + (2) 其中 mA I ? 、 mB I ? 以及 mC I ? 为nY侧绕组处CT测量得 到的三相电流. n0 I ? 为?绕组中零序环流,由于220 kV及以下 变压器采用三相三柱式绕制型式,无法配置绕组 CT , 所以不能采用式 (2) 所示方法计算零序电流, 文中利用变压器零序等值电路可以求得 n0 I ? . 根据图 2, (n0) U ? 可根据 n Y 侧PT 测量值计算得 到: (0) mA mB mC

1 ( )

3 U U U U ? ? ? ? = + + (3) 此时有: (0) m0 (0)

1 E U I X σ ? ? ? = ? ? (4) 所以 ? 绕组零序电流为: (0) n0

2 E I X σ ? ? = ? (5) 至此零序电流纵差保护的各侧零序电流都可以 得到.可以采用制动特性构成保护判据. 注意到,

1 X σ 、

2 X σ 分别为变压器两侧绕组的 漏抗,无论变压器正常运行、区外故障还是发生变 压器励磁绕组饱和,变压器漏抗恒为常数[12-13] ,所以?绕组中零序环流的计算方法才得以成立. 上述方法可以推广到其他连接类别的变压器.

2 整定计算 采用两折线特性曲线,考虑启动门槛,零序差 动保护动作判据可选为式(6) . op op0 op op op0 res res r k es0 ( | | ) I I I K I I K I I I ? >

? ? ? >

? ? ≥ + ? ? ? (6) 判据所对应的动作曲线如图

4 所示. Iop Iop0 Ires0 Ires 动作区 制动区 图4零序电流纵差保护动作特性 Fig.4 Operating curve of zero-sequence current differential protection 式(6)中: m0 n0 op m0 n0 res | | | | I I I I I I ? ? ? ? ? ? = + ? ? ? = ? (7) m0 I ? 、 n0 I ? 分别为高压侧和低压侧零序电流. 如果变压器为三绕组变压器,则动作电流和制 动电流选取为: m0 n0 t0 op m0 n0 t0 res | | I I I I I I I I ? ? ? ? ? ? ? = + + ? ? ? = + + ? (8) 式中, t0 I ? 为中压侧绕组零序电流. 2.1 启动门槛 2.1.1 保证变压器正常状态下不误动 变压器正常负荷状态下,由于 m0 n0

0 I I ? ? = = , 此时,动作电流 op I 、 res I 恒等于 0,此时为了防止 出现误动,可以设定一个小阈值 0.1 n I (变压器高 压绕组额定电流 )作为启动电流,可以得到 op0 n 0.1 I I = (9) 2.1.2 保证相间短路不误动 在变压器发生相间短路时不存在零序电流,此 时理论上有 m0 n0 | |

0 I I ? ? + = , 考虑到电流互感器的误 索南加乐,等 基于 Yn/Δ接线变压器零序纵差保护原理研究 -

57 - 差和其他可能造成的噪声, 此时会产生不平衡电流, op

0 I ≠ ,有可能出现保护误动,所以应该在发生相 间短路时将零序差动保护闭锁.当式m0 n0 k | | | | I I K I ? ? ? + >

不满足时,变压器发生相间故 障,将零序差动保护闭锁. k I ? 为短路最大相电流, 对变压器来说, k I ? 为穿越电流,所以 m n k max | | I I I φ φ ? ? ? = ? (10) 其中: m I φ ? 和nIφ?分别为变压器两侧的相电流, φ 为a,b,c;