CN106602515A - 变压器差动保护低压侧正序逆时针负序顺时针补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压器差动保护低压侧正序逆时针负序顺时针补偿方法，对于所有12种接线组别变压器差动保护，高压侧采用在相电流中消去零序电流，低压侧a相、b相、c相分解为正序电流和负序电流，自动消去零序电流，正序各相电流是低压侧为基准，逆时针旋转(12‑n)×30°后与高压侧各相电流相位一致，负序各相电流是低压侧为基准，顺时针旋转(12‑n)×30°后与高压侧各相电流相位一致，正序电流和负序电流合成的低压侧各相电流与高压侧各相电流相位一致。本发明适用于变压器低压侧1‑12点任意组合接线组别的变压器纵联差动保护装置，以完全符合变压器差动保护电流相位补偿的要求。

Description

变压器差动保护低压侧正序逆时针负序顺时针补偿方法

技术领域

本发明涉及一种全接线变压器，尤其涉及一种全接线的变压器差动保护低压侧正序逆时针负序顺时针相位补偿方法，属于电力输配电网络的继电保护控制技术。

背景技术

由于变压器各侧电流可能相位不一致，因此变压器纵联差动保护(以下简称变压器差动保护)要进行电流相位补偿。变压器差动保护电流相位补偿的方法有两种：1、传统的硬件移相：比如YNd11变压器Y侧电流互感器TA二次绕组采用三角d-11接线、d侧电流互感器TA二次绕组采用星形Y-12接线；2、软件移相：即利用软件程序和计算公式进行电流移相来完成相位补偿。目前，220kV及以上变压器保护一般为主保护后备保护一体化设计、双重化配置，主保护后备保护一体化设计即为主保护和所有的后备保护均在一个机箱内使用同一个硬件和软件，变压器主保护后备保护每侧的电流、电压均是采用电流互感器TA、电压互感器同一组二次绕组。由于主保护后备保护一体化变压器保护电流回路是采用的同一个电流回路，因此不能采用传统的硬件移相进行电流相位补偿，因此变压器各侧的电流互感器TA必须采用星形接法，采用电流软件移相进行相位补偿。110kV及以下微机变压器差动保护目前也不采用传统的硬件移相进行电流相位补偿，各侧的电流互感器TA一般也采用星形接法，也采用差动保护的电流软件相位补偿，并逐步向主保护后备保护一体化设计、双套化配置过渡。但是目前各变压器保护制造厂商只设计了YNd11、YNd1和YNyn12这几种变压器接线组别及其接线组合差动保护电流软件相位补偿方法，没有设计其他接线组别和接线组合方式的变压器差动保护电流软件相位补偿方法。本发明将提出一种全接线变压器差动保护低压侧正序电流逆时针负序电流顺时针软件相位补偿技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变压器差动保护低压侧正序逆时针负序顺时针补偿方法，应用于输配电网络的各种电压等级变电所各种电压等级主变压器，应用于全接线变压器差动保护装置的电流软件相位补偿，适用于变压器低压侧1-12点任意组合接线组别的变压器纵联差动保护装置，以完全符合变压器差动保护电流相位补偿的要求。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种变压器差动保护低压侧正序逆时针负序顺时针补偿方法，包括：

步骤1：将变压器高压侧、低压侧电流互感器TA二次绕组均接为星形接法；

步骤2：对于高压侧，因为要消除零序电流对差动保护的影响，所以参与差动保护差流计算的A相电流B相电流C相电流分别为：

(1-3)式中为装置高压侧参与差流计算的A相电流、B相电流、C相电流；为接入装置高压侧A相、B相、C相的电流互感器TA二次电流；其中，

步骤3：以高压侧A相、B相、C相的电流互感器TA二次电流为基准，将低压侧a相、b相、c相的电流互感器TA二次电流按照与高压侧A相、B相、C相的电流互感器TA二次电流同相位的原则进行相位移相；

首先将低压侧a相、b相、c相分解为正序电流和负序电流，其中正序电流为：

负序电流分别为：

(4-9)式中为接入装置低压侧a相、b相、c相的电流互感器TA二次电流，a＝e^j120°为旋转因子；

参与差动保护差流计算的a相电流b相流和c相电流按下列公式进行移相：

(10-12)式中n为变压器接线组别钟点数。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

前述变压器差动保护低压侧正序逆时针负序顺时针补偿方法，可应用于全接线变压器。

前述变压器差动保护低压侧正序逆时针负序顺时针补偿方法，在微机型变压器差动保护装置中运行应用。

前述变压器差动保护低压侧正序逆时针负序顺时针补偿方法，在PLC型变压器差动保护装置中运行应用。

前述变压器差动保护低压侧正序逆时针负序顺时针补偿方法，所述电流互感器TA型号为LJZ系列。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.适用于输配电网络变电所各种电压等级的所有接线变压器纵联差动保护装置的电流相位补偿；2.本发明全接线变压器差动保护装置的电流软件相位补偿方案简单清晰，容易实现；3.全接线变压器差动保护装置的电流软件相位补偿方案适用于变压器低压侧1-12点任意组合接线组别的变压器纵联差动保护装置的电流软件相位补偿。

附图说明

图1是本发明的1-12接线组别变压器接线图；

图2是本发明的YNd1接线变压器两侧电流软件补偿后的向量图，图(a)是高压侧，图(b)是低压侧；

图3是本发明的YNy2接线变压器两侧电流软件补偿后的向量图，图(a)是高压侧，图(b)是低压侧；

图4是本发明的YNd3接线变压器两侧电流软件补偿后的向量图，图(a)是高压侧，图(b)是低压侧；

图5是本发明的YNy4接线变压器两侧电流软件补偿后的向量图，图(a)是高压侧，图(b)是低压侧；

图6是本发明的YNd5接线变压器两侧电流软件补偿后的向量图，图(a)是高压侧，图(b)是低压侧；

图7是本发明的YNy6接线变压器两侧电流软件补偿后的向量图，图(a)是高压侧，图(b)是低压侧；

图8是本发明的YNd7接线变压器两侧电流软件补偿后的向量图，图(a)是高压侧，图(b)是低压侧；

图9是本发明的YNy8接线变压器两侧电流软件补偿后的向量图，图(a)是高压侧，图(b)是低压侧；

图10是本发明的YNd9接线变压器两侧电流软件补偿后的向量图，图(a)是高压侧，图(b)是低压侧；

图11是本发明的YNy10接线变压器两侧电流软件补偿后的向量图，图(a)是高压侧，图(b)是低压侧；

图12是本发明的YNd11接线变压器两侧电流软件补偿后的向量图，图(a)是高压侧，图(b)是低压侧；

图13是本发明的YNy12接线变压器两侧电流软件补偿后的向量图，图(a)是高压侧，图(b)是低压侧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。由于微机变压器保护一般为主保护后备保护一体化设计、双重化配置，变压器差动保护要求任一接线组别变压器高压侧、低压侧电流互感器TA二次绕组均接为星形接法。

本发明的变压器差动保护低压侧正序逆时针负序顺时针补偿方法，包括：

步骤1：将变压器高压侧、低压侧电流互感器TA二次绕组均接为星形接法；

步骤2：对于高压侧，因为要消除零序电流对差动保护的影响，所以参与差动保护差流计算的A相电流B相电流C相电流分别为：

(1-3)式中为装置高压侧参与差流计算的A相电流、B相电流、C相电流；为接入装置高压侧A相、B相、C相的电流互感器TA二次电流。其中，

步骤3：以高压侧A相、B相、C相的电流互感器TA二次电流为基准，将低压侧a相、b相、c相的电流互感器TA二次电流按照与高压侧A相、B相、C相的电流互感器TA二次电流同相位的原则进行相位移相；

首先将低压侧a相、b相、c相分解为正序电流和负序电流，其中正序电流为：

负序电流分别为：

(4-9)式中为接入装置低压侧a相、b相、c相的电流互感器TA二次电流，a＝e^j120°为旋转因子；

参与差动保护差流计算的a相电流b相流和c相电流按下列公式进行移相：

上式中n为变压器接线组别钟点数。

通过上述相位转换，使任一接线组别的变压器高压侧与低压侧参与差动保护各相差流计算的A相电流与a相电流相位一致、B相电流与b相流相位一致、C相电流与c相电流相位一致。

在上述步骤2中，对于所有12种接线组别变压器差动保护，高压侧采用在相电流中消去零序电流，防止变压器差动保护由于零序电流影响而产生的误动作。公式(1-3)的意义就是把高压侧看作接线组别12点，按接线组别12点微机变压器差动保护软件电流相位补偿方法进行相位补偿。

在上述步骤3中，对于所有12种接线组别变压器差动保护，变压器低压侧采用低压侧a相、b相、c相分解为正序电流和负序电流，自动消去零序电流，防止变压器差动保护由于零序电流影响而产生的误动作。

在上述步骤2、步骤3中对于所有12种接线组别变压器差动保护，相位补偿是以高压侧为基准采用低压侧移相的方法。在上述步骤3中，对于所有12种接线组别变压器差动保护，公式(10-12)是12种接线组别微机变压器差动保护软件电流相位补偿的通用移相公式。

在上述步骤3中公式(10-12)的物理意义就是:(1)正序各相电流是低压侧为基准，逆时针旋转(12-n)×30°后与高压侧各相电流相位一致，n为变压器接线组别1-12，(2)负序各相电流是低压侧为基准，顺时针旋转(12-n)×30°后与高压侧各相电流相位一致，n为变压器接线组别1-12；(3)正序电流和负序电流合成的低压侧各相电流与高压侧各相电流相位一致。

如图1所示为本发明的1-12接线组别变压器接线图。其中图1(a)为YNd1接线，图1(b)为YNy2接线，图1(c)为YNd3接线，图1(d)为YNy4接线，图1(e)为YNd5接线，图1(f)为YNy6接线，图1(g)为YNd7接线，图1(h)为YNy8接线，图1(i)为YNd9接线，图1(j)为YNy10接线，图1(k)为YNd11接线，图1(l)为YNy12接线。

本发明12种接线组别微机变压器差动保护软件电流相位补偿的通用移相公式推导过程如下：

1)Yd1接线变压器

对于低压侧，按照图2所示的移相向量图，得到低压侧接入差动保护的a相电流为：

同理

2)Yy2(包括YNyn2等)接线变压器

对于低压侧，因为高压侧的A相电流与低压侧的负b相电流同相，所以低压侧接入差动保护的a相电流要按负b相电流进行移相，且要消除零序电流，向量图见图3，所以低压侧接入差动保护的a相电流为：

同理

3)Yd3变压器

对于低压侧，按照图4所述的移相向量图，得到所以低压侧接入差动保护的a相电流为：

同理

4)Yy4(包括YNyn4等)

对于低压侧，因为高压侧的A相电流与低压侧的c相电流同相，所以低压侧接入差动保护得的a相电流要按c相电流进行移相，且要消除零序电流，向量图见图5，所以低压侧接入差动保护的a相电流为：

同理

5)Yd5接线变压器

对于低压侧，按照图6所述的移相向量图，得到低压侧接入差动保护的a相电流为：

同理

6)Yy6(包括YNyn6等)接线变压器

对于低压侧，因为高压侧A相电流与低压侧的负a相电流同相，所以低压侧接入差动保护得的a相电流要按低压侧的负a相电流进行移相，且要消除零序电流，向量图见图7，所以低压侧接入差动保护的a相电流为：

同理

7)Yd7接线变压器

对于低压侧，按照图8所述的移相向量图，得到低压侧接入差动保护的a相电流为：

同理

8)Yy8(包括YNyn8等)接线变压器

对于低压侧，因为高压侧的A相电流与低压侧的b相电流同相，所以低压侧接入差动保护得的a相电流要按b相电流进行移相，且要消除零序电流，向量图见图9，所以低压侧接入差动保护的a相电流为：

同理

9)Yd9接线变压器

对于低压侧，按照图10所述的移相向量图，得到低压侧接入差动保护的a相电流为：

同理

10)Yy10(包括YNyn10等)接线变压器

对于低压侧，因为高压侧的A相电流与低压侧的负c相电流同相，所以低压侧接入差动保护的a相电流要按负c相电流进行移相，且要消除零序电流，向量图见图11，所以有：

同理

11)Yd11接线变压器

对于低压侧，按照图12所述的移相向量图，得到低压侧接入差动保护的a相电流为：

同理

12)Yy12(包括YNyn12等)接线变压器

对于低压侧，因为高压侧的A相电流与低压侧的a相电流同相，所以要消除零序电流，向量图见图13，所以低压侧接入差动保护的a相电流为：

同理

由上述分析可得到通用移相公式，并采用低压侧移相。

1)对于高压侧因为要消除零序电流

2)对于低压侧，有通用移相公式

(50-60)式中n为变压器接线组别钟点数1-12。

本发明变压器差动保护低压侧正序逆时针负序顺时针补偿方法，在微机型变压器差动保护装置或在PLC型变压器差动保护装置中运行应用。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种变压器差动保护低压侧正序逆时针负序顺时针补偿方法，其特征在于，该方法包含下列步骤：

步骤1：将变压器高压侧、低压侧电流互感器TA二次绕组均接为星形接法；

步骤2：对于高压侧，因为要消除零序电流对差动保护的影响，所以参与差动保护差流计算的A相电流B相电流C相电流分别为：

${\stackrel{\·}{I}}_{dA}={\stackrel{\·}{I}}_A-{\stackrel{\·}{I}}_0---\left(1\right)$

${\stackrel{\·}{I}}_{dB}={\stackrel{\·}{I}}_B-{\stackrel{\·}{I}}_0---\left(2\right)$

${\stackrel{\·}{I}}_{dC}={\stackrel{\·}{I}}_C-{\stackrel{\·}{I}}_0---\left(3\right)$

(1-3)式中为装置高压侧参与差流计算的A相电流、B相电流、C相电流；为接入装置高压侧A相、B相、C相的电流互感器TA二次电流；其中，

步骤3：以高压侧A相、B相、C相的电流互感器TA二次电流为基准，将低压侧a相、b相、c相的电流互感器TA二次电流按照与高压侧A相、B相、C相的电流互感器TA二次电流同相位的原则进行相位移相；

首先将低压侧a相、b相、c相分解为正序电流和负序电流，其中正序电流为：

${\stackrel{\·}{I}}_{a1}=({\stackrel{\·}{I}}_a+a{\stackrel{\·}{I}}_b+a^2{\stackrel{\·}{I}}_c)/3---\left(4\right)$

${\stackrel{\·}{I}}_{b1}=({\stackrel{\·}{I}}_b+a{\stackrel{\·}{I}}_c+a^2{\stackrel{\·}{I}}_a)/3---\left(5\right)$

${\stackrel{\·}{I}}_{c1}=({\stackrel{\·}{I}}_c+a{\stackrel{\·}{I}}_a+a^2{\stackrel{\·}{I}}_b)/3---\left(6\right)$

负序电流分别为：

${\stackrel{\·}{I}}_{a2}=({\stackrel{\·}{I}}_a+a^2{\stackrel{\·}{I}}_b+a{\stackrel{\·}{I}}_c)/3---\left(7\right)$

${\stackrel{\·}{I}}_{b2}=({\stackrel{\·}{I}}_b+a^2{\stackrel{\·}{I}}_c+a{\stackrel{\·}{I}}_a)/3---\left(8\right)$

${\stackrel{\·}{I}}_{c2}=({\stackrel{\·}{I}}_c+a^2{\stackrel{\·}{I}}_a+a{\stackrel{\·}{I}}_b)/3---\left(9\right)$

(4-9)式中为接入装置低压侧a相、b相、c相的电流互感器TA二次电流，a＝e^j120°为旋转因子；

参与差动保护差流计算的a相电流b相流和c相电流按下列公式进行移相：

(10-12)式中n为变压器接线组别钟点数。

2.如权利要求1所述的变压器差动保护低压侧正序逆时针负序顺时针补偿方法，其特征在于，可应用于全接线变压器。

3.如权利要求1所述的变压器差动保护低压侧正序逆时针负序顺时针补偿方法，其特征在于，在微机型变压器差动保护装置中运行应用。

4.如权利要求1所述的变压器差动保护低压侧正序逆时针负序顺时针补偿方法，其特征在于，在PLC型变压器差动保护装置中运行应用。

5.如权利要求1所述的变压器差动保护低压侧正序逆时针负序顺时针补偿方法，其特征在于，所述电流互感器TA型号为LJZ系列。