y接線變壓器差動(dòng)保護(hù)的單相接地選擇

y接線變壓器差動(dòng)保護(hù)的單相接地選擇

1變壓器單相接地時(shí)差動(dòng)保護(hù)靈敏度y由于連接線裝置三角形側(cè)和星側(cè)ct二次電流相位相差30，在計(jì)算差動(dòng)保護(hù)之前，需要調(diào)整電壓相位?，F(xiàn)在，通常采用軟件調(diào)整方法進(jìn)行yt或yt轉(zhuǎn)換。但無(wú)論是Y→△變換還是△→Y變換,在單相接地時(shí)差動(dòng)保護(hù)靈敏度都低于相間故障或三相故障時(shí)靈敏度。而110kV級(jí)以上系統(tǒng)中單相接地故障占70%以上,變壓器單相接地故障幾率也很高,約占47%左右。因此分析差動(dòng)保護(hù)在單相接地故障時(shí)的靈敏度,對(duì)變壓器安全運(yùn)行大有益處。2e-j30cnif2這里以Y/△-11接線變壓器為例,分析各種短路情況下變壓器各側(cè)故障電流。計(jì)算用系統(tǒng)圖如圖1,等效電路如圖2。(1)星型側(cè)(M側(cè))單相接地,不妨設(shè)為A相接地,有IF1=IF2=IF0=E/(2Z∑1+Z∑0)由于IN1=ej30°CNIF1,IN2=e-j30°CNIF2,則角型側(cè)(N側(cè))各相電流ΙΝA=ΙΝ1+ΙΝ2=√3CΝΙF1=√3CΝE/(2Ζ∑1+Ζ∑0)ΙΝB=ω2ΙF1+ωΙF2=0ΙΝC=ωΙF1+ω2ΙF2=-√3ΙF1=-√3CΝE2Ζ∑1+Ζ∑0INA=IN1+IN2=3√CNIF1=3√CNE/(2Z∑1+Z∑0)INB=ω2IF1+ωIF2=0INC=ωIF1+ω2IF2=?3√IF1=?3√CNE2Z∑1+Z∑0此時(shí)Μ側(cè)故障電流為ΙΜA=(2CΜ+CΜ0)E2Ζ∑1+Ζ∑0?ΙΜB=ΙΜC=(CΜ0-CΜ)E/(2Ζ∑1+Ζ∑0)此時(shí)M側(cè)故障電流為IMA=(2CM+CM0)E2Z∑1+Z∑0?IMB=IMC=(CM0?CM)E/(2Z∑1+Z∑0)其他各種故障情況下M、N兩側(cè)故障電流如表1。3變壓器星型側(cè)區(qū)外單相接地與差動(dòng)保護(hù)三相電流平衡無(wú)差流設(shè)變壓器星型側(cè)電流變換矩陣[abccabbca],角型側(cè)電流變換矩陣[ABCCABBCA]。假設(shè)兩側(cè)額定電流相同,正常負(fù)荷情況下根據(jù)相電流平衡無(wú)差流有:[abccabbca][1ω2ω]-[ABCCABBCA][ej30°ej270°ej150°]=0(1)另外區(qū)外故障時(shí)差動(dòng)繼電器應(yīng)滿足三相電流平衡無(wú)差流,則當(dāng)星型側(cè)無(wú)電源(或斷開),變壓器星型側(cè)區(qū)外單相接地時(shí),差動(dòng)保護(hù)三相差流可表示為:[abccabbca][3Ι(1)F100]-[ABCCABBCA][√3Ι(1)F10-√3Ι(1)F1]=0(2)由式(1)、(2)可得{√3a=A-C√3c=C-B√3b=B-A(3)容易驗(yàn)證:當(dāng)a、b、c、A、B、C滿足式(3)時(shí),變壓器其他區(qū)外故障(星型側(cè)相間短路、兩相接地、三相短路及角型側(cè)相間短路、三相短路)差動(dòng)保護(hù)均三相電流平衡無(wú)差流。4單相接地敏分析4.1最佳配比的確定根據(jù)以上計(jì)算,星型側(cè)單相接地時(shí)星型側(cè)短路電流調(diào)整后差流為:[abccabbca][ΙΜAΙΜBΙΜC]=[3a3b3c]CΜE2Ζ1+Ζ0星型側(cè)相間短路時(shí)星型側(cè)短路電流調(diào)整后差流為:[abccabbca][ΙΜAΙΜBΙΜC]=[c-bb-aa-c](-j√32CΜEΖ1)星型側(cè)三相短路時(shí)星型側(cè)短路電流調(diào)整后差流為:[abccabbca][ΙΜAΙΜBΙΜC]=[a+bω2+cωc+aω2+bωb+cω2+aω]CΜEΖ1為了保證單相接地時(shí)靈敏度與相間短路靈敏度相比具有最大值,只需使單相接地調(diào)整后最大差流與相間短路調(diào)整后差流比值最接近于1。設(shè)k=(Z0-Z1)/3Z1,a=max(|a|,|b|,|c|),且a≥0,有max(ΙCDA?ΙCDB?ΙCDC)=3aCΜE(3+3k)Ζ1=a1+kCΜEΖ1由于a+b+c=0,設(shè)b=-la,c=-(1-l)a,此處0≤l≤1,有ΙCDA=√32|2l-1|aCΜEΖ1?ΙCDB=√32(1+l)?aCΜEΖ1?ΙCDC=√32(2-l)aCΜEΖ1。當(dāng)l≥0.5,時(shí),有max(ΙCDA?ΙCDB?ΙCDC)=√32(1+l)aCΜEΖ1靈敏度比值為:λ=a1+kCΜEΖ1√32(1+l)aCΜEΖ1=2√3√3(1+l)(1+k)<1λmax=43√3(1+k),此時(shí)l=0.5,即b=c=-12a當(dāng)l≤0.5時(shí),有max(ΙCDA?ΙCDB?ΙCDC)=√32(2-l)aCΜEΖ1靈敏度比值為λ=a1+kCΜEΖ1√32(2-l)aCΜEΖ1=2√3(2-l)(1+k)<1λmax=43√3(1+k),此時(shí)l=0.5,即b=c=-12a為了保證單相接地時(shí)靈敏度與三相短路靈敏度相比時(shí)具有最大值,只需使單相接地調(diào)整后最大差流與三相短路調(diào)整后差流比值最接近于1。由于三相短路后各相電流大小相同,即max(ΙCDA?ΙCDB?ΙCDC)=|a+bω2+cω|CΜE/Ζ1=|bω2+cω-b-c|CΜE/Ζ1=√3(b2+bc+c2)CΜE/Ζ1靈敏度比值為:λ=a1+kCΜEΖ1√3(b2+bc+c2)CΜEΖ1=a(1+k)√3(b2+bc+c2)<1λmax=23(1+k),此時(shí)b=c=-12a4.2星型側(cè)三相短路調(diào)整后差流值星型側(cè)單相接地角型側(cè)短路電流調(diào)整后差流為:[ABCCABBCA][√3CΝE2Ζ1′+Ζ0′0-√3CΝE2Ζ1′+Ζ0′]=[√3(A-C)√3(C-B)√3(B-A)]?CΝE2Ζ1′+Ζ0′=[3a3c3b]CΝE2Ζ1′+Ζ0′星型側(cè)相間短路時(shí)角型側(cè)短路電流調(diào)整后差流為:[ABCCABBCA][jCΝE2Ζ1′-2jCΝE2Ζ1′jCΝE2Ζ1′]=[A-2B+CC-2A+BB-2C+A]?(jCΝE2Ζ1′)=[√3(c-b)√3(b-a)√3(c-c)](jCΝE2Ζ1′)星型側(cè)三相短路時(shí)角型側(cè)短路電流調(diào)整后差流為:[ABCCABBCA][ej30°CΝEΖ1′ej270°CΝEΖ1′ej150°CΝEΖ1′]=[A+Bω2+CωC+Aω2+BωB+Cω2+Aω]ej30°CΝEΖ1′=[-b+cω-a+bω-c+aω]√3ej30°CΝEΖ1′同樣可以證明當(dāng)b=c=-0.5a時(shí),單相接地時(shí)靈敏度與相間短路時(shí)靈敏度比值具有最大值43√3(1+k′),此處k′=Ζ′0-Ζ′13Ζ′1。為了保證單相接地時(shí)靈敏度與三相短路靈敏度比值具有最大值,只需使單相接地調(diào)整后最大差流與三相短路調(diào)整后差流比值最接近于1。由于三相短路后各相電流大小相同,即max(ΙCDA?ΙCDB?ΙCDC)=|-b+cω|√3CΝEΖ′1=√b2+c2+bc√3CΝE/Ζ′1設(shè)k′=(Z′0-Z′1)/3Z′1,a=max(|a|,|b|,|c|)且a≥0,靈敏度比值為λ=a1+k′CΝEΖ′1√b2+bc+c2√3CΝEΖ′1=√a2b2+bc+c21√3(1+k′)＜1λmax=23(1+k′)?此時(shí)b=c=-0.5a。5rcs-97變壓器保護(hù)靈敏度分析(1)當(dāng)b=c=-0.5a時(shí),采用此種電流相位調(diào)整方法的差動(dòng)保護(hù)單相接地靈敏度相對(duì)于相間短路靈敏度與三相短路靈敏度最大。我們可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)a取2/3時(shí),變換矩陣剛好為R