CN105529687B - 一种变压器快速零序过流保护方法 - Google Patents

一种变压器快速零序过流保护方法 Download PDF

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    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
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Abstract

本发明公开一种变压器快速零序过流保护方法，保护装置测量变压器Y侧的三相电流和该侧的外接零序电流，分别计算：（1）外接零序电流和自产零序电流的实部、虚部和基波有效值；（2）外接零序电流的二次谐波和三次谐波有效值；（3）利用三相电流计算正序电流有效值。根据计算结果进行条件判断，进而判别出变压器区内接地故障，保护快速动作于跳闸。该方法具有以下优点：（1）零序电流定值只需躲过正常运行时的不平衡电流，保护具有较高的灵敏度；（2）对三相电流互感器（CT）和外接零序CT变比没有严格的匹配要求，与变压器零序差动保护相比，该保护方法的适应性更强。

Description

一种变压器快速零序过流保护方法
技术领域
本发明属于电力系统继电保护领域，特别涉及变压器快速零序过流保护方法和相应的继电保护装置或监测装置。
背景技术
目前，变压器内部接地故障主要由纵差保护和零序差动保护来反映。变压器纵差保护对于靠近中性点侧的接地故障的检测灵敏度不高；而零序差动保护要求外接零序CT和三相CT的变比相差不宜太大，一般要求不超过4倍，而通常外接零序CT的变比要比三相CT小很多，限制了该原理的应用。鉴于纵差保护和零序差动保护存在的以上不足，本发明提出了一种变压器快速零序过流保护方法，能够灵敏检测变压器内部接地故障，并且对外接零序CT和三相CT的变比没有严格的匹配要求，具有良好的适应性。
发明内容
本发明的主要目的：提出了一种变压器快速零序过流保护方法，能够灵敏检测变压器内部接地故障，并且对外接零序CT和三相CT的变比没有严格的匹配要求，具有良好的适应性。
本发明所采用的技术方案是：
一种变压器快速零序过流保护方法，保护装置测量变压器Y侧的三相电流和中性点接地电流，并采用如下五个步骤实现零序过流保护：
步骤一：由Y侧的三相电流计算出自产零序电流基波的实部、虚部和有效值；
步骤二：由Y侧的三相电流计算出正序电流有效值；
步骤三：由Y侧的中性点接地电流计算出外接零序电流基波的实部、虚部和有效值；
步骤四：由Y侧的中性点接地电流计算出外接零序电流二次谐波、三次谐波的有效值；
步骤五：判别以下四个条件：
条件(1)：外接零序电流基波有效值大于定值；
条件(2)：外接零序电流与自产零序电流的基波矢量比值的实部小于0；
条件(3)：外接零序电流二次谐波含量和三次谐波含量同时分别小于各自的定值；
条件(4)：自产零序电流基波有效值与正序电流有效值的比值大于定值；
当四个条件同时满足时，判为变压器区内接地故障，保护快速动作于跳闸。
作为本发明的进一步优选方案，所述的“外接零序电流与自产零序电流的基波矢量比值的实部小于0”采用下述公式进行计算：
式(1)
其中，I01.Re、I01.Im分别为外接零序电流基波矢量的实部、虚部；I02.Re、I02.Im分别为自产零序电流基波矢量的实部、虚部；j为矢量的虚数单位；函数Re()表示求取括号内矢量的实部。
作为本发明的进一步优选方案，所述的“外接零序电流二次谐波含量和三次谐波含量同时分别小于各自的定值”采用下述公式进行计算：
(I01.2ω<k2I01)∩(I01.3ω<k3I01) 式(2)
其中，I01为外接零序电流的基波有效值；I01.2ω和I01.3ω分别为外接零序电流的二次谐波有效值和三次谐波有效值；符号∩表示“逻辑与”计算；k2和k3分别为二次谐波和三次谐波比率定值，取0.1-0.3。
作为本发明的进一步优选方案，所述的“自产零序电流基波有效值与正序电流有效值的比值大于定值”采用下述公式进行计算：
I02>β0I1 式(3)
其中，I02为自产零序电流基波有效值；I1为正序电流有效值；β0为制动系数，取0.1-0.4。
本发明的有益效果是：能够灵敏检测变压器内部接地故障，并且对外接零序CT和三相CT的变比没有严格的匹配要求，适用范围比较广。
附图说明
图1是本发明中变压器Y侧三相电流和外接零序电流测量示意图，图中CT1为零序电流互感器，CT2为三相电流互感器，和分别为Y侧三相电流，为Y侧外接零序电流。
图2是本发明的具体实施步骤。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。
在图1中，保护装置测量变压器Y侧的三相电流和中性点接地电流，并采用如下五个步骤实现零序过流保护：
步骤一：由Y侧的三相电流计算出自产零序电流基波的实部、虚部和有效值；
步骤二：由Y侧的三相电流计算出正序电流有效值；
步骤三：由Y侧的中性点接地电流计算出外接零序电流基波的实部、虚部和有效值；
步骤四：由Y侧的中性点接地电流计算出外接零序电流二次谐波、三次谐波的有效值；
步骤五：判别以下四个条件：
条件(1)：外接零序电流基波有效值大于定值；
条件(2)：外接零序电流与自产零序电流的基波矢量比值的实部小于0；
条件(3)：外接零序电流二次谐波含量和三次谐波含量同时分别小于各自的定值；
条件(4)：自产零序电流基波有效值与正序电流有效值的比值大于定值；
当四个条件同时满足时，判为变压器区内接地故障，保护快速动作于跳闸。
“外接零序电流与自产零序电流的基波矢量比值的实部小于0”采用下述公式进行计算：
式(1)
其中，I01.Re、I01.Im分别为外接零序电流基波矢量的实部、虚部；I02.Re、I02.Im分别为自产零序电流基波矢量的实部、虚部；j为矢量的虚数单位；函数Re()表示求取括号内矢量的实部。
“外接零序电流二次谐波含量和三次谐波含量同时分别小于各自的定值”采用下述公式进行计算：
(I01.2ω<k2I01)∩(I01.3ω<k3I01) 式(2)
其中，I01为外接零序电流的基波有效值；I01.2ω和I01.3ω分别为外接零序电流的二次谐波有效值和三次谐波有效值；符号∩表示“逻辑与”计算；k2和k3分别为二次谐波和三次谐波比率定值，一般取0.1-0.3。
“自产零序电流基波有效值与正序电流有效值的比值大于定值”采用下述公式进行计算：
I02>β0I1 式(3)
其中，I02为自产零序电流基波矢量的有效值；I1为正序电流有效值；β0为制动系数，一般取0.1-0.4。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种变压器快速零序过流保护方法，其特征是：保护装置测量变压器Y侧的三相电流和中性点接地电流，并采用如下五个步骤实现零序过流保护：
步骤一：由Y侧的三相电流计算出自产零序电流基波的实部、虚部和有效值；
步骤二：由Y侧的三相电流计算出正序电流有效值；
步骤三：由Y侧的中性点接地电流计算出外接零序电流基波的实部、虚部和有效值；
步骤四：由Y侧的中性点接地电流计算出外接零序电流二次谐波、三次谐波的有效值；
步骤五：判别以下四个条件：
条件(1)：外接零序电流基波有效值大于定值；
条件(2)：外接零序电流与自产零序电流的基波矢量比值的实部小于0；
条件(3)：外接零序电流二次谐波含量和三次谐波含量同时分别小于各自的定值，所述谐波含量指的是谐波有效值与基波有效值之比；
条件(4)：自产零序电流基波有效值与正序电流有效值的比值大于定值；
当四个条件同时满足时，判为变压器区内接地故障，保护快速动作于跳闸。
2.如权利要求1所述的一种变压器快速零序过流保护方法，其特征在于所述的“外接零序电流与自产零序电流的基波矢量比值的实部小于0”采用下述公式进行计算：
其中，I01.Re、I01.Im分别为外接零序电流基波矢量的实部、虚部；I02.Re、I02.Im分别为自产零序电流基波矢量的实部、虚部；j为矢量的虚数单位；函数Re()表示求取括号内矢量的实部。
3.如权利要求1所述的一种变压器快速零序过流保护方法，其特征在于所述的“外接零序电流二次谐波含量和三次谐波含量同时分别小于各自的定值”采用下述公式进行计算：
(I01.2ω<k2I01)∩(I01.3ω<k3I01) 式(2)
其中，I01为外接零序电流的基波有效值；I01.2ω和I01.3ω分别为外接零序电流的二次谐波有效值和三次谐波有效值；符号∩表示“逻辑与”计算；k2和k3分别为二次谐波和三次谐波比率定值，一般取0.1-0.3。
4.如权利要求1所述的一种变压器快速零序过流保护方法，其特征在于所述的“自产零序电流基波有效值与正序电流有效值的比值大于定值”采用下述公式进行计算：
I02>β0I1 式(3)
其中，I02为自产零序电流基波有效值；I1为正序电流有效值；β0为制动系数，一般取0.1-0.4。
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