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I_rev，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T_1~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{，y_11~y₁₃分別為T(mén)₁高、中、低壓繞組的零序?qū)Ъ{，y_21~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I_rev。

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。