[发明专利]一种变压器零序差动保护方法

说明书

技术领域

本发明属于直流输电中换流变压器差动保护技术领域，涉及一种变压器零序差动保护方法。 

背景技术

高压直流输电主要用于长距离，大功率送电，高压输电效率高，损耗小，绿色环保，得到了越来越广泛的应用。在高压直流输电系统中，换流变压器是最重要的设备之一，它处于交流电和直流电互相交换的核心位置。换流变压器在高压直流输电系统中的作用有：1、传送电力；2、把交流系统电压变换到换流器所需的换相电压；3、利用变压器绕组的不同接法，为串接的两个换流器提供两组幅值相等、相位相差30°(基波电角度)的三相对称的换相电压以实现十二脉动换流；4、将直流部分与交流系统相互绝缘隔离，以免交流系统中性点接地和直流部分中性点接地造成直接短接，使得换相无法进行；5、换流变压器的漏抗可起到限制故障电流的作用；6、对沿着交流线路侵入到换流站的雷电冲击过电压波起缓冲抑制的作用。 

比率制动式零序差动保护主要应用于换流变压器网侧发生单相接地故障时，在换流变压器差动保护灵敏度不够的情况下使用。由于直流系统的隔离作用，分析换流变压器保护的性能时，均按照单侧电源中性点直接接地系统进行分析。目前，换流变压器零序差动保护的动作电流一般均采用换流变压器网侧和中性点零序电流的矢量和，制动电流的取法则各异。常用的有以下两种方案：

    1，采用换流变压器网侧和中性点零序电流的最大值作为制动量；

    2，采用换流变网侧线电流的最大值作为制动量；

方案一需考虑由于CT暂态特性差异和CT饱和造成的区外三相短路故障时的“错误的差动回路零序电流”对零序差动的影响；方案二需考虑换流变压器网侧区外发生单相故障没有制动电流容易误动的情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种变压器零序差动保护方法，以解决换流变压器网侧区外发生单相故障没有制动电流容易误动的问题。

为实现上述目的，本发明的变压器零序差动保护方法步骤如下：

（1）测量网侧三相电流；

（2）网侧三相电流乘以平衡系数；

（3）取乘过平衡系数的网侧最大相电流作为换流变压器零序差动保护的制动电流；

（4）利用由差动电流和制动电流构成的三折线进行判别，如果满足条件，则零序差动保护可靠动作。

 本发明的变压器零序差动保护方法，采用换流变网侧相电流的最大值作为制动电流，判断方法简单、计算量较小、可靠性高、无需其它辅助条件，能有效地防止换流变压器区外发生单相接地故障没有制动电流的情况，可以广泛地应用于各种类型的单侧电源中性点直接接地系统的变压器保护装置。

附图说明

图1是本发明实施例的原理框图；

图2是本发明实施例的故障点位置示意图；

图3是本发明实施例的区外B相接地波形分析图。

具体实施方式

下面结合图1～图3，对本发明的原理及工作步骤予以详细说明和论证。

（1）实现过程介绍：

图1为实现方案方框图。由图1可知，首先测量网侧三相电流；其次，网侧三相电流分别乘以平衡系数；最后，取乘过平衡系数的网侧最大相电流作为零序差动保护的制动电流； 利用由差动电流和制动电流构成的三折线进行判别，如果满足条件，则零序差动保护可靠动作。

（2）新老判据的对比说明

新老判据的对比如表一所示。

                    表一   新老判据的对比

在故障之前，变压器网侧电流基本上为额定负荷电流；角变 Ia-Ib、角变Ib-Ic和角变Ic-Ia，其基波幅值为相电流的倍；在故障区外发生后，B相电压变为零，角变三相合成零序电流和角变中性点零序电流出现，其相位相差180??；随着故障的发生，角变网侧互感器中的零序分量较大，角变 Ia-Ib、角变Ib-Ic和角变Ic-Ia，逐渐减小。因此，零序差动保护若采用三相线电流的制动方式，在单侧有源的情况下，对于Y/Δ类型变压器、在Y侧有源侧的条件下，如果发生区外接地故障，确实存在制动电流很小的问题（没有制动的情况）；当采用新方案后，选取Ia、Ib、Ic的最大值作为制动电流，零序差动保护的可靠性得到大幅提升。

与原有的换流变零序差动制动电流方案相比，新方案解决了在交流网侧区外单相故障因没有制动电流而容易误动的问题，极大地提高了保护动作的可靠性，保证了换流变压器的安全运行，具有极高的推广价值。