110kV变电站变压器差动保护动作原因分析.pdf

第3 4 卷 第1 8 期 6 6 2 0 0 6 年9 f j 1 6日 继 电 器 relay vo 1 3 4 no 1 8 s e p 1 6，2 0 0 6 1 1 0 k v变电站变压器差动保护动作原 因分析 甘韶忠 ，叶东印 ，闰启祥 ( 1 许继电气保护及自动化事业部， 河南 许昌4 6 1 0 0 0 ； 2 许昌市供电公司， 河南 许昌4 6 1 0 0 0 ) 摘要：对某 1 1 o k v变电站变压器差动保护动作原因运用波形及向量法进行了详细分析， 同时分析了在单相 接地故障情况下， 主变高压侧出现三相电流幅值， 相位基本一致的情况， 得 出了“ 变压器绕组接法、 保护 内部 算法变换方法与电流互感器接法的正确匹配” 是保护正确动作的首要条件的结论， 提出了改进措施， 旨在更 好地完善变压器保护的运行和维护。 关键词：变压器； 差动保护； 零序电流 中图分类号：t m7 7 4 文献标识码：b 文章编号：1 0 0 3 - 4 8 9 7 ( 2 0 0 6 ) 1 8 - 0 0 6 6 - 0 3 1 1 1 0 k v变电站变压器差动保护动作情况 河南某 1 1 0 k v变电站， 其 1 1 0 k v线路发生 b 相接地故障( 来自现场的 1 1 0 k v线路保护 wx h一 8 0 2录波分析 ， 有一相 电流增大， 另外两相电流基本 不变， 并找到了接地点， 分析为单相接地故障， 当时 接地点在近变电站侧， 线路高频距离保护及接地距 离保护 i 段均动作， 系统图如下文中分析) ， 造成变 压器差动保护动作( 变压器采用 y， y 1 2接线， 二次 c t 接线型式为a y接线) 。检查差动保护装置内 部的故障记录， 发现装置记录的三相差动电流大小 相等， 其故障波形如图 1 所示。 。 i 二 。 。 二 0 0 5 0 一 0 0 5 0 1 ( a )高压侧 电流互感器上 的三相 电流波形 l j 。 卜 、 一 要 。 卜 v 一 。卜 v ， 一 ( h ) 低 压侧电流 互感 器上的三相 电流波 形 图 1 变压器差动保护故障录波图 f i g 1 f a u l t wa v e r e c o r d o f t r a n s f o r me r d i f f e r e n t i a l p r o t e c t i o n 此变 电站为 1 1 0 k v升压变电站 ， 变压器的接线 形式为 y 0 ， y 1 2 ， 低压侧为电源， 根据故障简介及现 场收取的信息， 我们初步分析， 在接地过程中， 系统 表现为图 2所示 的形式 ， m端为此升压变电站 ， 图 1 中录波图为此变电站中变压器差动保护动作录波 图 。 5 k v j j 0 k v 图2 单侧电源线路上单相接地( b相接地) f i g 2 on e p h a s e t o e a r t h f a u l t f o r l i n e wi t h o n e p o w e r s u p p l y( p h a s e b t o e a r t h ) 在近变电站线路侧发生单相接地故障时， 主变 差动保护是不应该动作的。所以我们首先对差动保 护装置( 采用许继电气 wb h一1 0 0 ) 的动作行为及 原理特别是对零序电流的处理方法进行仔细分析。 2 wb h一 1 0 0差动保护动作原理 wb h一 1 0 0系列微机电流差动保护总体来说为 具有比率制动特性、 带二次谐波制动及高次谐波制 动的分相电流差动保护系统， 其基本原理仍是差动 原理。在 wb h一 1 0 0中， 变压器差动保护接线图如 图3 所示( 以 y， d l 1 接线为例， 取电流流人变压器 为正方 向) 。 差动保护中差动电流 ， d 为各侧电流相量和的 模， 制动电流 为各侧电流相量模的和值。wb h一 1 0 0差动保护的动作特性曲线如图4所示。 由图 3可见 ， 因为流人差动保护 的两侧 电流有 3 0 。 相位差， 所以在实现变压器差动保护时装置对两 侧测得的电流进行了相应的矢量变换。 在 wb h一 1 0 0中， 矢量变换为“ y ” 向“ ”侧转 换。对 y绕组 ， 变换公式如下 ： 维普资讯 甘韶忠， 等l l 0 k v变电站变压器差动保护动作原因分析 6 7 i l1 l 2 l l3 图3 变压器差动保护接线 f i g 3 c o n n e c t i o n d i a g r a m o f t r a n s f o r me r d i f f e r e n t i a l p r o t e c t i o n 图中： ， 。 p 为差动电流， 1 o o 为最小动作电流整定值， ， 为制 动电流， ， 一。 为最小制动电流整定值， s为比率制动系数整 定值， ， 0 p 为差动速断电流整定值。 图4 差动保护动作特性曲线 f i g 4 op e r a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e d i f f e r e n t i a l p r o t e c t i o n i n s = 0 嘲 = 图 5 用于差流计算的两侧电流矢量匹配图 f i g 6 t w o s i d e s c u r r e n t v e c t o r ma t c h i n g d i a g r a m u s e d i n d i ff e r e n t i a l c u r r e n t c a l c u l a t i o n 次差动保护动作到底是什么原因引起的呢? 3 差动保护动作情况具体分析 此 1 1 0 k v变电站为企业内部系统变， 其接线型 式为 y ， d l 1 接线， 后为了与外部大电网并网而改为 y， y 1 2接线， 为了不更改保护， 工作人员将 c t二次 接线由原来的全星型改为a y接线， 这种接线在正 常运行时不会产生差流， 但 当发生区外单相接地故 障时的情况又会怎样呢? 图 2中， 当 k点 b相接地 ， 根据对称分量 法和 单相故障时的边界条件， 故障支路 m n中 b相的序 电流如下 ： ， =， = ， = ( 4 ) 根据文献 1 ， 对于 n端线路保护安装处测得 的各相电流故障分量为： ， ) i ，1 f = 删 j 1 ( 5 ) l = = 础 对于 m端变压器差动保护安装处高压侧测得 的各相故障分量为 ： ，1 = = = ， ( 6 ) 式中： c 。 ， c 。 分别为 m和 n侧零序电流的分配系 数。 由式( 5 ) 可知 ， 对 1 1 0 k v线路 来说 ， 当发生单 相接地故障时， 故障相 b相电流增大； 由式( 6 ) ， 对 于 1 1 0 k v变电站的变压器侧， 三相电流故障分量相 等， 计及负荷电流 ， 三相电流基本相等， 均增大。可 以看出， 当线路上发生单相接地故障时， 变 电站侧没 有正、 负序电流， 而只有零序电流。这样 ， 故障发生 时， 低压侧绕组中的零序故障分量可以流入保护装 置， 而高压侧绕组中的零序故障分量无法流入保护 装置， 所以必然造成差动保护中产生较大的差流。 这 与保护动作时装置的记录及录波结果一致。 。 v = 维普资讯 6 8 继 电器 4 改进措施 由上述分析 ， 我们认为 ， 线路上发生单相接地故 障， 对主变保护来说是区外故障， 不应该动作， 那么 怎样改进 呢?实 际上 ， 在 wb h一1 0 0中， 由于对 y 绕组进行 了变换 ， 而对 绕组保持不变 ， 所以对全星 型接线的变压器， 差动保护 c t二次应全接成， 两 侧都不进行矢量变换或全 y型而采用高、 低压侧都 进行矢量变换， 这样， 当发生区外单相接地故障时， 装置中用于差流比较的两侧绕组中均无零序电流流 过， 差动保护可靠不动作。 5 结语 通过以上分析可知， “ 变压器绕组接法 、 保护 内 部算法变换方法与电流互感器接法的正确匹配” 是 保护正确动作的首要条件。wb h一 1 0 0主变保护应 用于全星型接线的主变时差动保护 c t二次应全接 成， 两侧都不进行矢量变换或全 y型而采用高、 低压侧都进行矢量变换。以上分析对差动保护的运 行、 维护有一定的借鉴意义。 参考文献 ： 2 许正亚 变压器及中低压网络数字式保护 m 北京： 中国水利水电出版社， 2 0 0 4 xu z h e n g y a d i g i t a l p r o t e c t i o n f o r t r a n s f o r me r a n d mi d l o w v o l t a g e s y s t e m m b e i j i n g ： c h i n a wa t e r p o w e r p r e s s ， 2 0 0 4 王梅义 电网继电保护应用 m 北京： 中国电力出版 社 ， 1 9 9 9 w ang me i y i ap p l i c a t i o n o f re l a y p r o t e c t i o n i n p o we r s y s t e ms m b e i j i n g ： c h i n a e l e c t r i c p o w e r p r e s s ， 1 9 9 9 收稿 日期： 2 0 0 6 - 0 2 2 1 ； 修回日期： 2 0 0 6 -04 1 0 作者简介 ： 甘韶忠( 1 9 7 5 一) ， 男， 工程师， 从事变电站综合 自动化 和微 机保护 的 工程和 应 用 工作 ； e m a i ： g a n s h a o z h o n g x j g c co m 叶东印( 1 9 6 8 一) ， 男， 工程师， 从事调度及变电站综合 自动化和微机保护 的工程和应 用工作 ； 闫启祥( 1 9 6 6 一) ， 男， 工程师， 从事变电站综合 自动化 和微机保护的工程和应 用工作 。 an a l y s i s o f ma 1 o p e r a t i o n o f t r a n s f o r me r d i ffe r e n t i a i p r o t e c t i o n i n a 1 1 0 k v s u b s t a t i o n g a n s h a o z h o n g ， y e d o n g y i n ， y a n q i x i a n g ( 1 ) ( j e l e c t ri c p r o t e c t i o n a n d a u t o m a t i o n b u s i n e s s d e p t ， x u c h a n g 4 6 1 0 0 0， c h i n a ； 2 x u c h a n g p o w e r s u p p l y c o mp a n y ， x u c h a n g 4 6 1 0 0 0 ， c h i n a ) ab s t r a c t ： th e r e a s o n s o f ma l o p e r a t i o n o f t h e t r a n s f o rm e r d i f f e r e n t i a l p r o t e c t i o n i n a l 1 0 k v s u b s t a t i o n a r e d e t a i l e d i t i s fou n d t h a t t h e ma g n i t u d e a n d t h e p h a s e o f t h r e e p h a s e c u r r e n t s o n t h e h i g h v o l t a g e s i d e o f t h e t r a n s f o rm e r a r e b a s i c a l l y e q u a l w h e n s i n g l e p h a s e g r o u n d f a u h o c c u r s t h e i mp r o v e d me t h o d for t h e t r a n s f o r me r d i fi e r e n t i a l p r o t e c t i o n i s p r e s e n t e d ke y wo r d s ：t r a n s f o rm e r ；d i f f e r e n t i a l p r o t e c t i o n； z e r o s e q u e n c e c u rre n t 艾默生与云南广电通力合作机房一体化建设 近 日， 在业界最先提 出的网络能源端到端一体化整体解决方案的艾默生公 司又传捷报 ： 凭借其领先的技术、 优质的服务、 强势品牌的综合实力在众多投标企业中脱颖而出， 一举中标云南广电传输中心机房一体化项 目。项 目涉及通信电源、 u p s 、 机 房专用精密空调、 蓄电池、 低压配电、 精密配电柜和动力设备及环