CN105186451A - 换流变压器阀侧区内接地故障涌流闭锁自适应投退方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换流变压器阀侧区内接地故障涌流闭锁自适应投退方法，利用换流变压器阀侧区内接地故障所特有的零序电流故障特征作为是否投退涌流闭锁判据，当阀侧零序电流大于一定值时退出涌流闭锁判据，使差动保护不经涌流闭锁出口；本发明通过利用换流变压器阀侧区内接地故障特有的零序电流自适应投退涌流闭锁判据，该判据具有较强的一致性，且不受区外接地故障的影响，同时在换流变压器发生励磁涌流时也不会误将涌流闭锁判据退出，具有较高的可靠性和灵敏性，弥补了换流变差动保护在阀侧区内接地故障时被涌流判据闭锁而无法出口切除故障的不足，实现对换流变压器更加全面更加可靠的保护。

Description

换流变压器阀侧区内接地故障涌流闭锁自适应投退方法

技术领域

本发明属于换流变压器保护故障保护领域，尤其涉及一种换流变压器阀侧区内接地故障涌流闭锁自适应投退方法。

背景技术

目前高压直流输电系统中换流变压器差动保护为了防止变压器涌流时误动都带有涌流闭锁判据，但是在避免涌流的同时也带来了新的问题，由于换流变压器与普通变压器不同，其二次侧为直流系统，与换流器相连，当换流变压器阀侧区内发生接地故障时，由于阀的单向导电性，使得换流变压器阀侧电流为矩形波，差动电流含有较高的二次谐波，此时差动保护被涌流判据闭锁无法出口切除故障。

目前并没有能够灵敏可靠地弥补换流变差动保护在阀侧区内接地故障时被闭锁无法切除故障这一缺点的方法和判据。

发明内容

为了弥补换流变差动保护在阀侧区内接地故障时被闭锁无法出口切除故障的不足，本发明提出了一种换流变压器阀侧区内接地故障涌流闭锁自适应投退的方法，弥补换流变差动保护的不足，实现对换流变压器更加全面更加可靠的保护。

为达到以上目的，本发明采用以下技术方案来实现。

一种换流变压器阀侧区内接地故障涌流闭锁自适应投退方法，其特征在于，包括以下步骤，(1)通过换流变压器阀侧电流互感器获取三相电流并求取零序电流，判断换流变压器阀侧是否存在零序电流，当存在零序电流时，判断为换流变阀侧区内接地故障，进入步骤(2)，否则，判断为非换流变阀侧区内接地故障，保持涌流闭锁判据；

在高压直流系统中为了提供换流变压器阀侧绕组的电压相位差为30°，因此换流变压器阀侧绕组的接线方式一个为星形接线另一个为三角形接线，因此只有在换流变压器阀侧区内接地故障时才会有零序电流产生。

(2)计算换流变压器阀侧三相电流的零序电流I₀、正序电流I₁和阀侧零序电流的含量K，

I₀＝(I_a+I_b+I_c)/3，I₁＝(I_a+a×I_b+a²×I_c)/3，K＝I₀/I₁；

其中，I_a、I_b、I_c分别为换流变压器阀侧的三相电流， $a^2=-0.5-j\sqrt{3}/2.$

(3)当零序电流I₀大于零序电流的门槛定值I_0set，且阀侧零序电流的含量K大于零序电流含量的门槛定值K_set时，退出涌流闭锁判据。

零序电流大小的门槛定值I_0set为零序电流的有效值，零序电流含量的门槛定值K_set为设定的阀侧零序电流与正序电流的比值系数。

I_0set按照躲正常运行时阀侧最大不平衡零序电流并保留一定裕度选取，为0.1～0.2倍换流变阀侧额定电流。

K_set按照躲区外相间故障时产生的最大不平衡零序电流并保留一定裕度选取，为0.1～0.2。

本发明的有益效果包括：

(1)换流变压器阀侧区内接地故障时相当于阀的短路故障，由于阀的单相导电性，故障电流为矩形波，差动电流含有较高的二次谐波，导致二次谐波判据闭锁了差动保护，保护无法出口；涌流闭锁自适应投退判据利用换流变阀侧区内接地故障时有零序电流存在，通过阀侧零序电流的大小和含量来投退涌流闭锁判据，即当零序电流大小和含量大于定值时退出涌流闭锁判据，具有较高的可靠性和灵敏性，弥补了差动保护在阀侧区内接地故障时被闭锁无法出口切除故障的不足。

(2)涌流闭锁自适应投退判据利用阀侧零序电流来判断，阀侧区外和交流侧区外不对称故障时，由于换流器的接线为Yn-Y和Yn-△，因此阀侧都不会有零序电流流过，因此该判据不受区外故障的影响；

(3)换流变压器在空投，以及区外故障恢复时都会发生励磁涌流及和应涌流，此时由于换流变压器接线方式的特点，阀侧不会有零序电流流过，因此该判据不会误将涌流闭锁判据退出，因此差动保护能够可靠地躲过励磁涌流的影响。

附图说明

图1换流变压器系统接线示意图；

图2换流变压器阀侧故障位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

一种应用于高压直流输电中换流变压器差动保护涌流闭锁判据自适应投退的方法，包括以下步骤：

(1)通过换流变压器阀侧电流互感器获取三相电流并求取零序电流，判断换流变压器阀侧是否存在零序电流，当存在零序电流时，判断为换流变阀侧区内接地故障，进入步骤(2)，否则，判断为非换流变阀侧区内接地故障，保持涌流闭锁判据；

(2)计算换流变压器阀侧三相电流的零序电流I₀、正序电流I₁和阀侧零序电流的含量K，

I₀＝(I_a+I_b+I_c)/3，I₁＝(I_a+a×I_b+a²×I_c)/3，K＝I₀/I₁；

其中，I_a、I_b、I_c分别为换流变压器阀侧的三相电流， $a^2=-0.5-j\sqrt{3}/2.$

换流变压器阀侧三相电流如图2中TA2，其中附图2中变压器T为附图1中的T1～T4。

(3)当零序电流I₀大于零序电流的门槛定值I_0set，且阀侧零序电流的含量K大于零序电流含量的门槛定值K_set时，退出涌流闭锁判据。

零序电流大小的门槛定值I_0set为零序电流的有效值，零序电流含量的门槛定值K_set为设定的阀侧零序电流与正序电流的比值系数。

I_0set按照躲正常运行时阀侧最大不平衡零序电流并保留一定裕度选取，为0.1～0.2倍换流变阀侧额定电流。

K_set按照躲区外相间故障时产生的最大不平衡零序电流并保留一定裕度选取，为0.1～0.2，防止区外相间故障时仅不平衡零序电流大小满足条件时而误退出涌流闭锁判据。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种换流变压器阀侧区内接地故障涌流闭锁自适应投退方法，其特征在于，包括以下步骤，

(1)通过换流变压器阀侧电流互感器获取三相电流并求取零序电流，判断换流变压器阀侧是否存在零序电流，当存在零序电流时，判断为换流变阀侧区内接地故障，进入步骤(2)，否则，判断为非换流变阀侧区内接地故障，保持涌流闭锁判据；

(2)计算换流变压器阀侧三相电流的零序电流I₀、正序电流I₁和阀侧零序电流的含量K，

I₀＝(I_a+I_b+I_c)/3，I₁＝(I_a+a×I_b+a²×I_c)/3，K＝I₀/I₁；

其中，I_a、I_b、I_c分别为换流变压器阀侧的三相电流， $a^2=-0.5-j\sqrt{3}/2;$

(3)当零序电流I₀大于零序电流的门槛定值I_0set，且阀侧零序电流的含量K大于零序电流含量的门槛定值K_set时，退出涌流闭锁判据。

2.根据权利要求1所述的换流变压器阀侧区内接地故障涌流闭锁自适应投退方法，其特征在于，零序电流大小的门槛定值为零序电流的有效值，零序电流含量的门槛定值为设定的阀侧零序电流与正序电流的比值系数。

3.根据权利要求1所述的换流变压器阀侧区内接地故障涌流闭锁自适应投退方法，其特征在于，

零序电流的门槛定值I_0set为0.1～0.2倍换流变阀侧额定电流。

零序电流含量的门槛定值K_set为0.1～0.2。