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單擊進(jìn)入沈陽(yáng)變壓器回收專(zhuān)題 沈陽(yáng)變壓器回收專(zhuān)題

探討變壓器零序過(guò)流保護(hù)整定計(jì)算存在的問(wèn)題

http://mamafrist.com 2015年09月19日        

摘 要:探討了變壓器零序過(guò)流保護(hù)整定計(jì)算中可能出現(xiàn)的零序電流反向問(wèn)題,分析了其產(chǎn)生機(jī)理及其對(duì)保護(hù)的影響,并在此基礎(chǔ)上對(duì)常用的變壓器零序過(guò)流保護(hù)整定方法進(jìn)行了改進(jìn),計(jì)及反向零序電流的影響,滿(mǎn)足保護(hù)選擇性的要求,同時(shí)將改進(jìn)后的變壓器零序過(guò)流保護(hù)整定方法成功運(yùn)用于開(kāi)發(fā)的變壓器保護(hù)整定計(jì)算程序中。
關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);變壓器;零序過(guò)流保護(hù);零序電流反向

0 引言

  變壓器接地故障后備保護(hù)作為變壓器繞組、引線(xiàn)、相鄰元件接地故障的后備保護(hù),對(duì)中性點(diǎn)直接接地的普通變壓器接地保護(hù)可由兩段式零序過(guò)電流保護(hù)構(gòu)成,若高中壓側(cè)均直接接地,高中壓側(cè)均應(yīng)裝設(shè)零序方向過(guò)電流保護(hù),方向指向本側(cè)母線(xiàn);對(duì)中性點(diǎn)可能接地或不接地運(yùn)行的變壓器,應(yīng)配置兩種接地保護(hù),一種接地保護(hù)用于變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行狀態(tài),通常采用2段式零序過(guò)流保護(hù),另一種接地保護(hù)用于變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行狀態(tài),這種保護(hù)的配置與變壓器的中性點(diǎn)絕緣水平、過(guò)電壓保護(hù)方式以及并聯(lián)運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù)有關(guān),多為零序過(guò)電壓保護(hù)和零序電流電壓保護(hù)。因此,零序過(guò)電流保護(hù)是變壓器接地故障后備保護(hù)的主要形式。
  規(guī)程1規(guī)定,I段零序過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)與被保護(hù)側(cè)母線(xiàn)上出線(xiàn)的零序保護(hù)I段或快速主保護(hù)相配合,當(dāng)有選擇性要求時(shí),應(yīng)增設(shè)零序方向元件。一般情況下,校核動(dòng)作電流是否能躲過(guò)對(duì)側(cè)母線(xiàn)發(fā)生接地故障時(shí)流過(guò)保護(hù)的最大零序電流,以確定是否需要增設(shè)零序方向元件。II段零序過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)與相鄰線(xiàn)路零序電流保護(hù)的后備段配合。
  但是,實(shí)際整定計(jì)算在校核對(duì)側(cè)母線(xiàn)接地故障流過(guò)保護(hù)的最大零序電流時(shí),往往忽略了反向零序電流的出現(xiàn)及其影響。對(duì)于零序方向保護(hù),當(dāng)發(fā)生區(qū)外接地故障時(shí),流過(guò)保護(hù)的零序電流的方向與保護(hù)正向相同時(shí),稱(chēng)該零序電流為反向零序電流,這一現(xiàn)象也相應(yīng)地稱(chēng)為零序電流反向。在實(shí)際系統(tǒng)中,若變電站具備兩臺(tái)及以上的三繞組或自耦變壓器,由于變壓器參數(shù)的不一致或接地方式的不一致,可能出現(xiàn)零序電流反向。這時(shí),若保護(hù)動(dòng)作電流無(wú)法躲過(guò)該反向零序電流,保護(hù)將存在誤動(dòng)的隱患。
  目前,零序電流反向問(wèn)題還未給予相應(yīng)的關(guān)注,在相關(guān)文獻(xiàn)和資料中少有提及,規(guī)程中也未對(duì)反向零序電流的處理方法做出明確的規(guī)定。因此,本文在分析零序電流反向問(wèn)題機(jī)理的基礎(chǔ)上對(duì)變壓器零序過(guò)電流保護(hù)的一般整定計(jì)算方法提出了相應(yīng)的改進(jìn)方法,以處理零序電流反向問(wèn)題,滿(mǎn)足保護(hù)選擇性的要求,并已將該改進(jìn)整定方法運(yùn)用于開(kāi)發(fā)的變壓器保護(hù)整定計(jì)算系統(tǒng)中。

1 零序電流反向問(wèn)題研究

  零序電流反向按產(chǎn)生機(jī)理主要可分為由變壓器接地方式不一致和由變壓器參數(shù)不一致引起的兩類(lèi),但產(chǎn)生反向零序電流可能是兩者共同作用的結(jié)果。下面對(duì)兩類(lèi)問(wèn)題分別加以分析,并簡(jiǎn)要論述零序電流反向?qū)ΡWo(hù)的影響。
1.1變壓器接地方式不一致引起的零序電流反向
  一般規(guī)定當(dāng)變電站的變壓器多于一臺(tái)時(shí),應(yīng)將部分變壓器的中性點(diǎn)接地,以保持變壓器中性點(diǎn)接地?cái)?shù)目不變,從而保持零序電流的分布基本不變,因此可能由于變電站內(nèi)變壓器接地方式的不一致,而導(dǎo)致零序反向電流的出現(xiàn)。

圖1顯示了由于變壓器接地方式不一致而出現(xiàn)反向零序電流的一種典型情況。T1和T2為同一變電站內(nèi)的兩臺(tái)三繞組變壓器,按照規(guī)定,T1為Y/Y0/△接法,T2為Y0/Y0/△接法,T1的110 kV側(cè)零序方向保護(hù)B1為待整定保護(hù)。當(dāng)保護(hù)對(duì)側(cè)母線(xiàn)A上發(fā)生接地故障時(shí),零序電流由故障點(diǎn)經(jīng)T2和T1的中、低壓繞組入地,因此將會(huì)出現(xiàn)如圖所示的反向零序電流Irev,該反向零序電流與保護(hù)B1和B4的動(dòng)作電流方向相同。
1.2變壓器參數(shù)不一致引起的零序電流反向
  變電站內(nèi)的多臺(tái)三繞組變壓器或自耦變壓器即使在接地方式相同時(shí),也可能由于變壓器參數(shù)的不一致而出現(xiàn)反向零序電流。如圖2所示,變電站有三臺(tái)三繞組變壓器T1~T3并聯(lián)運(yùn)行,其中T1和T2為Y0/Y0/△接法,T3為Y/Y0/△接法,由于歷史的原因T1和T2參數(shù)不一致,T1的110 kV側(cè)零序方向保護(hù)B1為待整定保護(hù)。

  當(dāng)保護(hù)對(duì)側(cè)220 kV母線(xiàn)發(fā)生接地故障時(shí),零序網(wǎng)絡(luò)如圖3所示,其中y1為110 kV母線(xiàn)左側(cè)系統(tǒng)等效零序?qū)Ъ{,y2為220kV母線(xiàn)右側(cè)系統(tǒng)等效零序?qū)Ъ{,y11~y13分別為T(mén)1高、中、低壓繞組的零序?qū)Ъ{,y21~y23分別為T(mén)2高、中、低壓繞組的零序?qū)Ъ{,y3為T(mén)3中、低壓繞組的零序?qū)Ъ{。可以證明當(dāng)滿(mǎn)足式(1)時(shí),將出現(xiàn)如圖2所示的反向零序電流Irev

1.3零序電流反向?qū)ΡWo(hù)的影響
  變壓器零序方向保護(hù)作為被保護(hù)母線(xiàn)上出線(xiàn)接地故障的后備保護(hù),在正常情況下,保護(hù)可以躲過(guò)對(duì)側(cè)母線(xiàn)接地故障時(shí)流過(guò)保護(hù)的零序電流或故障電流方向與保護(hù)正向相反,故保護(hù)不存在誤動(dòng)的可能性。但是,在零序電流反向時(shí),由于反向零序電流與整定保護(hù)及其對(duì)側(cè)保護(hù)方向相同,因此若保護(hù)無(wú)法躲過(guò)該反向零序電流,則當(dāng)對(duì)側(cè)母線(xiàn)上出線(xiàn)發(fā)生接地故障時(shí),保護(hù)存在越級(jí)動(dòng)作的隱患,從而失去后備保護(hù)的選擇性。

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