CN104882853A - 一种防止变压器差动保护接线组别误整定的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防止变压器差动保护接线组别误整定的方法，为：通过变压器的高压侧、中压侧、低压侧中相对应的相线间的电压的相位差别来判断变压器的差动保护接线组别整定是否发生误整定，若是，则实行告警或进行闭锁保护。本发明根据相线间电压的相位差别而能够准确的判定出是否发生了误整定，从而使得能够准确、快捷地发现问题所在，进而防止继电保护误动作，提高其可靠性，对电网安全运行具有重大意义。

Description

一种防止变压器差动保护接线组别误整定的方法

技术领域

本发明涉及电网安全运行保障领域，具体涉及一种用于防止变压器差动保护接线组别整定发生误整定的方法。

背景技术

纵联差动保护(下面简称差动保护)是变压器的电气量主保护，规程规定容量在10MVA及以上，电压等级在10kV以上的变压器应配置差动保护，因此差动保护在电力系统中广泛使用，其动作的可靠性对电网安全运行意义重大。

继电保护的正确动作离不开定值的正确整定，差动保护的整定中变压器绕组接线组别整定又是重中之重，如果整定中将变压器接线组别设置错误，那么其余所有的关于差动保护的定值整定都失去了基准，那么导致的后果就是在区外故障时差动保护的误动，系统运行中这样的错误已导致了多起大面积停电事故，教训惨痛，严重威胁系统运行安全，有必要采取一种有效的手段进行告警、预防、甚至是闭锁保护，以防止误动，保证系统供电可靠性。

下面以常见的220kV系统的变压器为例来说明如何从技术的手段上实现对变压器差动保护接线组别正确性与否的甄别。

电力系统中，220kV的三圈降压变压器使用广泛，一般以220kV/110kV/35kV的自耦变较为常见，其中一般的接线组别有两种形式，一种是YN0，aO，d11；另一种是YN0，aO，YN0+d11。两种接线组别的变压器高中压侧绕组接线是一样的，都是星型，两种接线组别区别在于低压侧，第一种低压侧是三角型接线，而第二种低压侧是星型接线，第二种+d11是变压器的平衡绕组，一般不引出变压器本体。在现场的整定中曾多次发生误将第二种接线组别的变压器差动保护误设置成第一种接线，错误的认为+d11是变压器低压侧的接线导致差动保护误整定，而在区外故障时误动作。

实际上发生误整定后，在投入运行前，差动保护须进行带负荷测试，此时一般认为可以通过差流的异常来发现问题的所在，但是在某些特定情况下，差流并不能直观的反应上述的误整定问题，例如有这么一个实际的案例：

某变压器额定容量180MVA，低压侧容量90MVA，实际接线组别为YN0，aO，YN0+d11，电压比为：225.5kV/118kV/37.5kV，高中低各侧电流互感器变比分别为：1200/5、1200/5、2000/5，差动保护用三侧电流互感器均为星型接线，极性均为母线指向变压器(如图1所示)。

比例差动保护动作方程为：

$\left\{\begin{array}{cc}{I}_d>I_{d0}& I_r\&le;0.5I_e\\ I_d>K_1(I_r-0.5I_e)+I_{d0}& 0.5I_e<I_r\&le;5I_e\\ I_d>K_2(I_r-5I_e)+K_1(6I_e-0.5I_e)+0.1I_e+I_{\mathrm{cdqd}}& 5I_e<I_r\end{array}\right.$

其中差动电流 ${\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_d=|{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_H+{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_M+{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_L|,$ 制动电流 ${\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_r=0.5\left(\right|{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_H|+|{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_M|+|{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_L\left|\right),$ 第二段制动系数K₁＝0.5，第三段制动系数K₂＝0.8，差动启动电流变压器高压侧二次额定电流以高压侧为基准侧，计算各侧差流平衡系数如下：

高压侧平衡系数K_P1＝1；中压侧平衡系数低压侧平衡系数 $K_{P3}=\frac{37.5(2000/5)}{225.5(1200/5)}=0.277.$

若该变压器差动保护接线组别设置正确，即设置成与变压器实际接线组别一致的YN0，aO，YN0+d11，则根据该差动保护移相转角滤零原理，此时差动保护各相差流公式计算如下：

${\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{dA}}=|K_{P1}({\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{HA}}-{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{HB}})/\sqrt{3}+K_{P2}({\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MA}}-{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MB}})/\sqrt{3}+K_{P3}({\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{LA}}-{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{LB}})/\sqrt{3}|$

${\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{dB}}=|K_{P1}({\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{HB}}-{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{HC}})/\sqrt{3}+K_{P2}({\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MB}}-{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MC}})/\sqrt{3}+K_{P3}({\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{LB}}-{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{LC}})/\sqrt{3}|$

${\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{dC}}=|K_{P1}({\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{HC}}-{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{HA}})/\sqrt{3}+K_{P2}({\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MC}}-{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MA}})/\sqrt{3}+K_{P3}({\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{LC}}-{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{LA}})/\sqrt{3}|$

若该变压器差动保护接线组别设置错误，即设置成与变压器实际接线组别不一致的YN0，aO，d11，则根据该差动保护移相转角滤零原理，此时差动保护各相差流公式计算如下：

${{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{dA}}}^{\&prime;}=|K_{P1}({\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{HA}}-{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{HB}})/\sqrt{3}+K_{P2}({\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MA}}-{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MB}})/\sqrt{3}+K_{P3}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{LA}}|$

${{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{dB}}}^{\&prime;}=|K_{P1}({\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{HB}}-{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{HC}})/\sqrt{3}+K_{P2}({\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MB}}-{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MC}})/\sqrt{3}+K_{P3}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{LB}}|$

${{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{dC}}}^{\&prime;}=|K_{P1}({\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{HC}}-{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{HA}})/\sqrt{3}+K_{P2}({\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MC}}-{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{MA}})/\sqrt{3}+K_{P3}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{LC}}|$

现实际负荷电流高压侧235.5A(一次值)、中压侧381.5A(一次值)、低压侧216.4A(一次值)，现分别计算在整定正确下的各相差流，和整定错误下的各相差流。

1.设置正确时：

(1)不考虑误差时

同理可知，其余各相差流相等。

(2)考虑电流互感器误差、装置采样误差，假设高压侧误差-4％，中压侧误差2％，低压侧误差-1％，则此时差流为：

2.设置错误时：(不考虑误差)

同理，此时其余各相差流相等。

从上述计算可以说明，当低压侧绕组接线组别设置错误后，在约50％额定容量的负荷电流下所产生的差流非常小，而当接线组别设置正确时，理论分析可以认为差流为零，但是在实际情况下考虑各侧的测量误差后，会有差流出现，在允许的误差范围内其差流已接近设置错误时的差流，若考虑各侧测量的不同正负误差，再考虑变压器有载分接头的档位变化等，即便差动保护接线组别设置正确，差流将不可能绝对为零，因此只从差流的大小是不能鉴别差动保护设置的接线组别是否与变压器实际接线组别一致的，此时存在误整定的风险。因此需要采取一种方法来防止上述问题的发生。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够准确地判定是否发生变压器差动保护接线组别误整定，从而防止误整定的方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种防止变压器差动保护接线组别误整定的方法，在对变压器进行差动保护接线组别整定后用于判断是否发生误整定并进行处理，所述的方法为：通过所述的变压器的高压侧、中压侧、低压侧中相对应的相线间的电压的相位差别来判断所述的变压器的差动保护接线组别整定是否发生误整定，若是，则实行告警或进行闭锁保护。

上述方法中，判断所述的变压器的差动保护接线组别整定是否发生误整定的依据为：当所述的变压器的差动保护接线组别设置为YN0，aO，YN0+d11形式时，所述的变压器的高压侧、中压侧、低压侧中相对应的相线间的电压同相；当所述的变压器的差动保护接线组别设置为YN0，aO，d11形式时，所述的变压器的高压侧、中压侧中相对应的相线间的电压的同相，所述的变压器的低压侧、高压侧中相对应的相线间，低压侧的相线间的电压的相位超前高压侧的相线间的电压的相位30°，当符合依据时，则未发生误整定。

根据所述的依据判断所述的变压器的差动保护接线组别整定是否发生误整定时，允许误差为±5°。

优选的，根据所述的变压器的高压侧、中压侧、低压侧中相对应的相线间的电压比值的辐角判断所述的相位差别。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明根据相线间电压的相位差别而能够准确的判定出是否发生了误整定，从而使得能够准确、快捷地发现问题所在，进而防止继电保护误动作，提高其可靠性，对电网安全运行具有重大意义。

附图说明

附图1为变压器接线示意图。

附图2为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例一：一种防止变压器差动保护接线组别误整定的方法，在对变压器进行差动保护接线组别整定后用于判断是否发生误整定并进行处理。如附图2所示，该方法为：通过变压器的高压侧、中压侧、低压侧中相对应的相线间的电压的相位差别来判断变压器的差动保护接线组别整定是否发生误整定，若是，则实行告警或进行闭锁保护。

具体的，如果变压器差动保护接线组别设置为YN0，aO，YN0+d11，则可以知道正常情况下变压器三侧线电压的相位关系，以高压侧AB相线电压为基准，则中压侧AB相线电压与同相，低压侧AB相线电压与同相。如果相位关系与上述结果不一致则可认为变压器差动保护接线组别设置与实际不符。如果变压器差动保护接线组别设置为YN0，aO，d11，则可以知道正常情况下变压器三侧线电压的相位关系，以高压侧AB相线电压为基准，则中压侧AB相线电压与同相，低压侧AB相线电压超前30度。如果相位关系与上述结果不一致则可认为变压器差动保护接线组别设置与实际不符。因此，判断变压器的差动保护接线组别整定是否发生误整定的依据为：当变压器的差动保护接线组别设置为YN0，aO，YN0+d11形式时，变压器的高压侧、中压侧、低压侧中相对应的相线间的电压同相；当变压器的差动保护接线组别设置为YN0，aO，d11形式时，变压器的高压侧、中压侧中相对应的相线间的电压的同相，而变压器的低压侧、高压侧中相对应的相线间，低压侧的相线间的电压的相位超前高压侧的相线间的电压的相位30°，当符合上述依据时，则未发生误整定。若通过上述依据判断而得变压器差动保护接线组别设置与实际不符，则发生了误整定，此时需要实行告警或进行闭锁保护。

上述判断过程中，根据变压器的高压侧、中压侧、低压侧中相对应的相线间的电压比值的辐角判断相位差别是否为0°或30°。在实际实现判断变压器的差动保护接线组别整定是否发生误整定时，可以考虑一定的角度误差，譬如允许误差为±5°。

该方法通过判别程序在保护装置内实现，几点说明如下：

(1)该判断处理功能是可以投退的；

(2)该判断处理功能在保护不启动的情况下检测，以防止故障时电压相位偏移后对检测结果的影响；

(3)本判断处理功能只能在各侧二次电压没有异常情况(失去电压认为异常；有PT断线则认为异常；相序不正确则认为异常；小电流接地系统有单相接地情况认为异常；零序电压、负序电压越限认为异常)下进行。；

(4)流程图为举例说明，只考虑现场最常见的两种接线组别，认为不是YN0，aO，d11接线则只能是YN0，aO，YN0接线。若考虑其他接线组别，则应对程序进行相应修改，设置不同的相位差别角度；

(5)流程图相位关系判别式中φφ代表相线AB、BC、CA。下标H代表高压侧，下标M代表中压侧，下标L代表低压侧。只有三相线间电压相位关系均正确才认为相位正确。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种防止变压器差动保护接线组别误整定的方法，在对变压器进行差动保护接线组别整定后用于判断是否发生误整定并进行处理，其特征在于：所述的方法为：通过所述的变压器的高压侧、中压侧、低压侧中相对应的相线间的电压的相位差别来判断所述的变压器的差动保护接线组别整定是否发生误整定，若是，则实行告警或进行闭锁保护。

2.根据权利要求1所述的一种防止变压器差动保护接线组别误整定的方法，其特征在于：判断所述的变压器的差动保护接线组别整定是否发生误整定的依据为：当所述的变压器的差动保护接线组别设置为YN0，aO，YN0+d11形式时，所述的变压器的高压侧、中压侧、低压侧中相对应的相线间的电压同相；当所述的变压器的差动保护接线组别设置为YN0，aO，d11形式时，所述的变压器的高压侧、中压侧中相对应的相线间的电压的同相，所述的变压器的低压侧、高压侧中相对应的相线间，低压侧的相线间的电压的相位超前高压侧的相线间的电压的相位30°，当符合所述的依据时，则未发生误整定。

3.根据权利要求2所述的一种防止变压器差动保护接线组别误整定的方法，其特征在于：根据所述的依据判断所述的变压器的差动保护接线组别整定是否发生误整定时，允许误差为±5°。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种防止变压器差动保护接线组别误整定的方法，其特征在于：根据所述的变压器的高压侧、中压侧、低压侧中相对应的相线间的电压比值的辐角判断所述的相位差别。