CN102096006A - 三绕组常规变压器多开关差动保护ct接线正确性分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三绕组常规变压器多开关差动保护CT接线正确性分析方法，本发明提供了一种判断分析可靠性高、使用简单、操作方便的电力继电保护线路中的接线分析方法。三绕组变压器有高压、中压、低压三个绕组，每相的三个绕组套在一个铁心柱上，为了便于绝缘，高压绕组通常都置于最外层。升压变压器的低压绕组放在高、中压绕组之间，这样布置的目的是使漏磁场分布均匀，漏抗分布合理，不致因低压和高压绕组相距太远而造成漏磁通增大以及附加损耗增加，从而保证有较好的电压调整率和运行性能。

Description

三绕组常规变压器多开关差动保护CT接线正确性分析方法

技术领域

本发明涉及一种三绕组常规变压器多开关差动保护CT接线正确性分析方法，尤其涉及一种对电力系统中三绕组常规变压器差动保护CT回路的接线是否正确、合相是否正确进行分析、判断并给出错误接线类型的分析方法。

背景技术

当发电厂需要用两种不同电压向电力系统或用户供电时，或都变电站需要连接几级不同电压的电力系统时，通常采用三绕组变压器。三绕组变压器有高压、中压、低压三个绕组，每相的三个绕组套在一个铁心柱上，为了便于绝缘，高压绕组通常都置于最外层。升压变压器的低压绕组放在高、中压绕组之间，这样布置的目的是使漏磁场分布均匀，漏抗分布合理，不致因低压和高压绕组相距太远而造成漏磁通增大以及附加损耗增加，从而保证有较好的电压调整率和运行性能。降压变压器主要从便于绝缘考虑，将中压绕组放在高压、低压绕组之间。根据国内电力系统电压组合的特点，三相三绕组变压器的标准连接组标号有YN，yn0，d11和YN，yn0，y0两种。

容量配置和电压比：三绕组电力变压器各绕组的容量按需要分别规定。其额定容量是指三个绕组中容量最大的那个绕组的容量，一般为一次绕组的额定容量。并以此作为100％，则三个绕组的容量配置有100/100/50、100/50/100、100/100/100三种。三绕组变压器的空载运行原理与双绕组变压器基本相同，但有三个电压比，即高压与中压、高压与低压、中压与低压三个。

传统的继电保护线路接线分析的人工方法，存在下述缺点或不足：

继电保护装置必须满足可行性、选择性、灵敏性和速动性的要求：这四“性”之间紧密联系，既矛盾又统一。对操作人员的业务能力要求高。操作人员既要熟悉电力系统理论知识，并要具备丰富的实践经验，方能判断出继电保护CT回路接线是否正确，继而分析出错在哪里、如何修正。分析结果可靠性及准确性差。由于没有统一的操作规程，所以操作存在一定的随意性；另外，工作人员业务水平的高低、客观环境因素等，都会影响分析、判断的准确性。工作复杂程度高，工作效率低。尤其是主变差动CT回路分析判断过程中数据计算量大，人工操作工作效率低，费时费力，且在复杂的操作流程和大量的数据计算过程中，难免发生错误。

发明内容

为了解决目前人工情况下继电保护装置必须满足可行性、选择性、灵敏性和速动性的要求：这四“性”之间紧密联系，既矛盾又统一。对电力系统继电保护CT回路接线错误情况判断费时费力、对工作人员要求高的情况，本发明提供了一种可靠性高、使用安全简单、操作方便的电力系统继电保护CT回路接线正确与否的分析判断方法。

本发明的技术解决方案是：

本发明提供了一种三绕组常规变压器多开关差动保护CT接线正确性分析方法，其特殊之处在于：该方法包括以下步骤：

1)根据从测量回路或者母线电量平衡计算等方法获得本回路正确的瞬时有功、无功的送、受情况；

2)根据瞬时有功、无功电量的送受情况，一般都是以Ua为基准电压自动计算出正确的相位角；

3)根据计算出的正确的相位角得出正确的向量关系(一般是顺时针及正序)；

4)实际测量本回路保护CT回路A、B、C相的相位角，由于实测的相位角与根据测量回路计算出的相位角有误差，所以我们考虑实际保护CT回路A、B、C相的相位角要减去根据测量回路计算出的相位角，然后判断该保护CT回路接线的正确性。例如从测量回路计算出相位角是30°，而实际保护CT回路测得的相位角是35°，那么两个相位角相减后是5°，我们认为相减后的角度在±30°都是与该相同角度。也有一种情况要考虑，就是由于测量CT回路与保护CT回路的引出线极性相反，那么两个相位角就要相差180°，这个需要工作人员加以注意；

5)输出单个保护CT回路接线正确性的判断结果；

6)按照上述方法依次进行主变各侧的CT回路接线正确性的判断；

7)在进行完各侧的CT回路接线正确性的判断后，采用各侧同相同时测量的方法来判断常规变压器差动保护各侧CT合成向量的正确性。

上述步骤7)之后还包括：

常规变压器各侧的CT引出线是不是统一为正极性引出，或者是统一为负极性引出，否则会造成8)步骤分析、判断结果的错误。

上述步骤2.1)中对于常规变压器差动保护的平衡系数的计算方法是：

2.1.1)计算各绕组的二次额定电流；

公式一： $S=\sqrt{3}\×U\×I$

根据公式一有： $S=\sqrt{3}\×U\×\mathrm{Ie}\×\mathrm{Nct}$

则有公式二： $\mathrm{Ie}=S/(\sqrt{3}\×U\×\mathrm{Nct})$

其中，S是常规变压器的容量；

U是绕组一次侧额定线电压；

I是绕组一次侧额定电流；

Ie是绕组二次额定电流；

Nct是绕组CT变比。

根据上述公式二计算各绕组的二次额定电流。

2.1.2)设各绕组一次额定电流最大的一项的平衡系数为1，折算其他绕组的平衡系数；

2.1.3)平衡系数应该小于等于4，如果各侧平衡系数中有大于4的，那么将其设为4，再将其他绕组的平衡系数进行转换。

上述步骤2.2)中常规变压器差动保护平衡系数的计算方法是：

以双圈变为例，根据公式二有：

$\mathrm{Ihe}=S/(\sqrt{3}\×\mathrm{Uh}\×\mathrm{Nhct})$

$I1e=S/(\sqrt{3}\×U1\×N1\mathrm{ct})$

其中，Ihe是高压侧额定电流；Uh是高压侧额定电压；Nhct是高压侧CT变比；

Ile是低压侧额定电流；Ul是低压侧额定电压；Nlct是低压侧CT变比。

以高压侧为基准，计算其他绕组的平衡系数，即设高压侧平衡系数Kh为1，

则低压侧平衡系数Kl＝(Uh×Nhct)/(Ul×Nlct)。

同理可计算三圈变或其它情况时各绕组的平衡系数。

本发明的优点是：

1、分析结果可靠，准确性大幅提高。本发明所提供的电力系统继电保护CT回路的分析方法进行两次分析，针对每个CT回路和常规变压器差动CT回路进行判断，最终形成的分析结果中会给出完善的接线错误情况及纠正方案，无需再人为进行判断，其分析结果可靠性明显比传统的分析方法强，并且不受工作人员主观素质以及客观环境因素等方面影响，使得分析结果的准确性大幅提高。

2、操作简单，安全可靠。本发明使电力继电保护CT回路接线分析工作简单化，只需要进行简单测量即可自动分析并给出结果，对工作人员技术水平要求大幅降低。

3、有4路电流输入，最多可同时进行4路电流幅值、相位的测量，最多满足变压器4个电流回路幅值和相位的同时测量，保证了合相时数据的准确性，避免了由于测量过程中负荷发生变化、穿越功率流向发生变化而导致的合相结果的错误。

具体实施方式

该三绕组常规变压器多开关差动保护CT接线正确性分析方法，包括以下步骤：根据从测量回路或者母线电量平衡计算等方法获得本回路正确的瞬时有功、无功的送、受情况；根据瞬时有功、无功电量的送受情况，一般都是以Ua为基准电压自动计算出正确的相位角；根据计算出的正确的相位角得出正确的向量关系(一般是顺时针及正序)；实际测量本回路保护CT回路A、B、C相的相位角，由于实测的相位角与根据测量回路计算出的相位角有误差，所以我们考虑实际保护CT回路A、B、C相的相位角要减去根据测量回路计算出的相位角，然后判断该保护CT回路接线的正确性。例如从测量回路计算出相位角是30°，而实际保护CT回路测得的相位角是35°，那么两个相位角相减后是5°，我们认为相减后的角度在±30°都是与该相同角度。也有一种情况要考虑，就是由于测量CT回路与保护CT回路的引出线极性相反，那么两个相位角就要相差180°，这个需要工作人员加以注意；输出单个保护CT回路接线正确性的判断结果；按照上述方法依次进行主变各侧的CT回路接线正确性的判断；在进行完各侧的CT回路接线正确性的判断后，采用各侧同相同时测量的方法来判断常规变压器差动保护各侧CT合成向量的正确性。

常规变压器各侧的CT引出线是不是统一为正极性引出，或者是统一为负极性引出，否则会造成8)步骤分析、判断结果的错误，其中对于常规变压器差动保护的平衡系数的计算方法是：

计算各绕组的二次额定电流；

公式一： $S=\sqrt{3}\×U\×I$

根据公式一有： $S=\sqrt{3}\×U\×\mathrm{Ie}\×\mathrm{Nct}$

则有公式二： $\mathrm{Ie}=S/(\sqrt{3}\×U\×\mathrm{Nct})$

其中，S是常规变压器的容量；

U是绕组一次侧额定线电压；

I是绕组一次侧额定电流；

Ie是绕组二次额定电流；

Nct是绕组CT变比。

根据上述公式二计算各绕组的二次额定电流。

设各绕组一次额定电流最大的一项的平衡系数为1，折算其他绕组的平衡系数；平衡系数应该小于等于4，如果各侧平衡系数中有大于4的，那么将其设为4，再将其他绕组的平衡系数进行转换。

其中常规变压器差动保护平衡系数的计算方法是：

以双圈变为例，根据公式二有：

$\mathrm{Ihe}=S/(\sqrt{3}\×\mathrm{Uh}\×\mathrm{Nhct})$

$I1e=S/(\sqrt{3}\×U1\×N1\mathrm{ct})$

其中，Ihe是高压侧额定电流；Uh是高压侧额定电压；Nhct是高压侧CT变比；Ile是低压侧额定电流；Ul是低压侧额定电压；Nlct是低压侧CT变比。以高压侧为基准，计算其他绕组的平衡系数，即设高压侧平衡系数Kh为1，则低压侧平衡系数Kl＝(Uh×Nhct)/(Ul×Nlct)。同理可计算三圈变或其它情况时各绕组的平衡系数。

Claims (4)

1.一种三绕组常规变压器多开关差动保护CT接线正确性分析方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1)根据已经换算的常规变压器差动保护各绕组测量值判断接线是否正确？如果正确则执行步骤6)；如果不正确则执行步骤4)；

2)进行第一次修正，并进行判断：第一次修正包括参考绕组修正、各绕组相角平衡修正以及相角正序修正；第一次修正进行完毕之后，判断接线方式是否正确？若是，则进行步骤6)；若否，则进行步骤5)；

3)进行第二次修正并进行判断：

6)生成修正后的电流有效值并保存满足正确性条件时的修正值。

2.根据权利要求1所述的一种三绕组常规变压器多开关差动保护CT接线正确性分析方法，其特征在于：所述分析方法在步骤3)之前还包括：

获取常规变压器差动保护线路测量值及参数：

常规变压器差动保护线路测量值及参数包含各绕组的电流有效值及相位、常规变压器的接线方式、各绕组CT变比、各绕组额定电压、各绕组供电方式、开关数量、是否经过二次接线调整及各绕组编号。

3.根据权利要求2所述的一种三绕组常规变压器多开关差动保护CT接线正确性分析方法，其特征在于：所述分析方法在步骤1)和步骤3)之间还包括：根据常规变压器参数对常规变压器差动保护线路测量值进行换算，其具体实现方式是：用绕组的N相电流修正该绕组的A、B、C相电流；计算常规变压器各绕组的平衡系数；根据常规变压器各绕组的平衡系数换算该绕组的电流有效值；将所有电流相位减去用户输入的参考相功率角；判断参考电压是否是Ua。。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种三绕组常规变压器多开关差动保护CT接线正确性分析方法：所述步骤4)中对于某一绕组或线路进行相角正序修正时，首先判断三相相位中B相相位是否等于A相相位加120°？如果是，则不需要修正；如果不是，则 要进行修正，其修正的具体实现方式是：交换A、B两相的相位即可完成修正。