CN1783622A

CN1783622A - 带最大侧零序比率制动的故障分量变压器纵差保护元件

Info

Publication number: CN1783622A
Application number: CN 200410089004
Authority: CN
Inventors: 徐习东
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2004-12-02
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2024-12-02
Also published as: CN100367613C

Abstract

本发明公开了一种带最大侧零序比率制动的故障分量变压器纵差保护元件，通过目前变压器差动保护中代表穿越电流的三相制动电流故障分量分别与各中性点接地侧(或分支)的零序电流中故障分量的最大值进行加权求和构成三相含零序电流的制动电流故障分量，用该三相差动电流故障分量分别与含零序电流的制动电流故障分量构成相应相比率制动元件，当差动电流故障分量大于含零序电流的制动电流故障分量时，输出相应相的比率差动动作信号。应用本方案，可完全避免三相电流互感器误差不一致时，Y₀侧区外接地故障导致的变压器差动保护误动。

Description

带最大侧零序比率制动的故障分量变压器纵差保护元件

技术领域

本发明涉及一种电力系统继电保护元件，特别涉及一种带最大侧零序比率制动的故障分量变压器纵差保护元件

背景技术

目前的电力变压器纵差保护由差动速断、比率差动、励磁涌流检测、过励磁检测等元件构成，据中华人民共和国电力行业标准中的DL/T 684-1999《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》，变压器纵差保护方框图如图1所示，纵差保护原理接线示例如图2所示。通常利用电流互感器对Y₀侧三相电流进行Y/Δ变换，以消除零序电流的影响。显然，变换后，各电流已不包含一次电流中的零序分量，这些电流经中间电流互感器TAM1～TAM6调平衡后，各同名相电流相加得到三相差动电流，Wd为差动线圈，同名相电流进行其它方式组合得到三相制动电流，Wres1～Wres3为各侧制动线圈。可见，由此得到的差动电流与制动电流均不包含一次电流中的零序分量。

在实施纵差保护时，也存在Y₀侧电流互感器为全星型接线的情况，此时，往往在保护装置内对Y₀侧三相二次电流进行Y/Δ变换，或者将Y₀侧三相二次电流分别减去零序电流，同时对Δ侧二次电流进行Δ/Y变换，通过上述变换消除零序电流的影响。通过这些变换并经各侧调平衡后，由同名相相加得到的差动电流及通过其它组合得到的制动电流同样不包含一次电流中的零序分量。如：通过计算同名相电流的矢量和得到该相差动电流；通过求取同名相电流的最大值或通过计算同名相电流幅值的加权和得到该相制动电流，其制动电流只能代表穿越电流的大小。

当变压器在某Y₀侧发生区外故障且只有该侧有电源时，该Y₀侧将出现很大的零序故障电流，但无故障电流穿越变压器。此时，当该Y₀侧三相电流互感器误差不一致时，在一次侧三相相等的零序电流经三相电流互感器变换后，二次电流不相等，上述传统的Y₀侧三相电流变换方法不能完全消除零序电流的影响，将在差动回路产生不平衡电流。由于此时无故障电流穿越变压器，通过上述传统方法获得的制动电流很小，不会超过故障前的制动电流，只要差动不平衡电流超过差动门槛，变压器差动保护将误动。可见，由Y₀侧零序故障电流引起不平衡电流在传统的比率差动保护中被忽略了。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有变压器纵差保护技术中存在的Y₀侧三相电流变换方法不能完全消除零序电流导致的二次差动不平衡电流的影响，提供一种带最大侧零序比率制动的故障分量变压器纵差保护元件，通过目前变压器差动保护中代表穿越电流的三相制动电流故障分量分别与各中性点接地侧(或分支)的零序电流中故障分量的最大值进行加权求和构成三相含零序电流的制动电流故障分量，用三相差动电流故障分量分别与该含零序电流的制动电流故障分量构成相应相比率制动元件，当差动电流故障分量大于含零序电流的制动电流故障分量时，输出相应相的比率差动动作信号。本发明的优点是，可完全避免三相电流互感器误差不一致时，Y₀侧区外接地故障导致的变压器差动保护误动。

一种带最大侧零序比率制动的故障分量变压器纵差保护元件，其特征在于：该元件由记忆器A₁₁、B₁₁、C₁₁、A₁₂、B₁₂、C₁₂、011、012、……01n、减法器A₂₁、B₂₁、C₂₁、A₂₂、B₂₂、C₂₂、021、022、……02n、滤波器A₃₁、B₃₁、C₃₁、A₃₂、B₃₂、C₃₂、031、032、……03n、求最大值电路041、乘法器A₄₁、B₄₁、C₄₁、042、加法器A₄₂、B₄₂、C₄₂和比较器A₅、B₅、C₅构成。其中记忆器A₁₁、B₁₁、C₁₁的输入端和减法器A₂₁、B₂₁、C₂₁的正输入端分别输入变压器Y₀侧的三相差动电流瞬时值信号i_da、i_db、i_dc，记忆器A₁₁、B₁₁、C₁₁的输出端分别接减法器A₂₁、B₂₁、C₂₁的负输入端，减法器A₂₁、B₂₁、C₂₁的输出端分别接滤波器A₃₁、B₃₁、C₃₁的输入端；记忆器A₁₂、B₁₂、C₁₂的输入端和减法器A₂₂、B₂₂、C₂₂的正输入端分别输入变压器纵差保护中的代表穿越电流的三相制动电流瞬时值信号i_za、i_zb、i_zc，记忆器A₁₂、B₁₂、C₁₂的输出端分别接减法器A₂₂、B₂₂、C₂₂的负输入端，减法器A₂₂、B₂₂、C₂₂的输出端分别接滤波器A₃₂、B₃₂、C₃₂的输入端；记忆器011、012、……015的输入端和减法器021、022、……025的正输入端分别输入变压器Y₀侧的零序电流瞬时值信号3i₁₀、3i₂₀、3i₃₀、，记忆器011、012、……015的输出端接减法器021、022、……025的负输入端，减法器021、022、……025的输出端分别与滤波器031、032、……035的输入端相连接，滤波器031、032、……035的输出端分别接求最大值电路041的输入端，求最大值电路041的输出端与乘法器042的一个输入端相连接；乘法器042的另一个输入端输入零序制动系数K₀，其输出端分别接加法器A₄₂、B₄₂、C₄₂的一个输入端；滤波器A₃₂、B₃₂、C₃₂的输出端分别接乘法器A₄₁、B₄₁、C₄₁的一个输入端，乘法器A₄₁、B₄₁、C₄₁的另一个输入端分别输入现有比率差动保护中的比率制动系数K_z，其输出端分别接加法器A₄₂、B₄₂、C₄₂的另一个输入端；加法器A₄₂、B₄₂、C₄₂的输出端分别与比较器A₅、B₅、C₅的负输入端相连接，滤波器A₃₁、B₃₁、C₃₁的输出端分别接比较器A₅、B₅、C₅的正输入端，比较器A₅、B₅、C₅的输出端分别输出A、B、C相的比率差动动作信号。现有比率差动保护中的比率制动系数K_Z，其值为0＜K_z＜0.8；在零序电流与三相差动电流、三相制动电流归算到同一侧的情况下，零序制动系数(K₀)为0＜K₀＜1/3；n为变压器中性点接地侧数(或分支数)。当差动电流故障分量大于含最大侧零序电流的制动电流故障分量时，比较器输出相应相的比率差动动作信号。

同现有技术比较，本发明的有益效果是首次提出了带最大侧零序比率制动的故障分量变压器纵差保护元件，通过目前变压器差动保护中代表穿越电流的三相制动电流故障分量分别与各中性点接地侧(或分支)的零序电流中故障分量的最大值进行加权求和构成三相含零序电流的制动电流故障分量，用三相差动电流故障分量分别与该含零序电流的制动电流故障分量构成相应相比率制动元件。当差动电流故障分量大于含零序电流的制动电流故障分量时，输出相应相的比率差动动作信号。应用本方案，可完全避免三相电流互感器误差不一致时，带唯一电源的Y₀侧区外接地故障导致的变压器差动保护误动，也可防止其他非内部故障情况下，零序电流造成的差动不平衡电流导致的变压器差动保护误动作，且不影响区内故障情况下差动保护的正确动作。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步详细的描述。

图1为现有变压器纵差保护方框图。

图2为现有变压器纵差保护原理接线图。

图3为实现本发明的一种带最大侧零序比率制动的故障分量变压器纵差保护元件的A相电路框图。

图4为实现本发明的一种带最大侧零序比率制动的故障分量变压器纵差保护元件的B相电路框图。

图5为实现本发明的一种带最大侧零序比率制动的故障分量变压器纵差保护元件的C相电路框图。

具体实施方式

实施例1：

一种带最大侧零序比率制动的故障分量变压器纵差保护元件，该方法可通过图3～图与的一种带最大侧零序比率制动的故障分量变压器纵差保护元件的电路框图得以实现。其中现有比率差动保护中的比率系数K_Z，其值为0＜K_Z＜0.8。在零序电流与三相差动电流、三相制动电流归算到同一侧的情况下，零序制动系数K₀为0.1。n＝3为变压器中性点接地侧数(或分支数)。应用本方案，可完全避免三相电流互感器误差不一致时，Y₀侧区外接地故障导致的变压器差动保护误动，也可防止其他非内部故障情况下，零序电流造成的差动不平衡电流导致的变压器差动保护误动作，且不影响区内故障情况下差动保护的正确动作。

Claims

1.一种带最大侧零序比率制动的故障分量变压器纵差保护元件，包括记忆器、减法器、滤波器、求最大值电路、乘法器、加法器、比较器；其特征在于：该元件由记忆器(A₁₁、B₁₁、C₁₁、A₁₂、B₁₂、C₁₂、011、012、……01n)、减法器(A₂₁、B₂₁、C₂₁、A₂₂、B₂₂、C₂₂、021、022、……02n)、滤波器(A₃₁、B₃₁、C₃₁、A₃₂、B₃₂、C₃₂、031、032、……03n)、求最大值电路(041)、乘法器(A₄₁、B₄₁、C₄₁、042)、加法器(A₄₂、B₄₂、C₄₂)和比较器(A₅、B₅、C₅)构成。其中记忆器(A₁₁、B₁₁、C₁₁)的输入端和减法器(A₂₁、B₂₁、C₂₁)的正输入端分别输入变压器Y₀侧的三相差动电流瞬时值信号(i_da、i_db、i_dc)，记忆器(A₁₁、B₁₁、C₁₁)的输出端分别接减法器(A₂₁、B₂₁、C₂₁)的负输入端，减法器(A₂₁、B₂₁、C₂₁)的输出端分别接滤波器(A₃₁、B₃₁、C₃₁)的输入端；记忆器(A₁₂、B₁₂、C₁₂)的输入端和减法器(A₂₂、B₂₂、C₁₂)的正输入端分别输入变压器纵差保护中的代表穿越电流的三相制动电流瞬时值信号(i_za、i_zb、i_zc)，记忆器(A₁₂、B₁₂、C₁₂)的输出端分别接减法器(A₂₂、B₂₂、C₂₂)的负输入端，减法器(A₂₂、B₂₂、C₂₂)的输出端分别接滤波器(A₃₂、B₃₂、C₃₂)的输入端；记忆器(011、012、……01n)的输入端和减法器(021、022、……02n)的正输入端分别输入变压器Y₀侧的零序电流瞬时值信号(3i₁₀、3i₂₀、……3i_n0)，记忆器(011、012、……01n)的输出端接减法器(021、022、……02n)的负输入端，减法器(021、022、……02n)的输出端分别与滤波器(031、032、……03n)的输入端相连接，滤波器(031、032、……03n)的输出端分别接求最大值电路(041)的输入端，求最大值电路(041)的输出端与乘法器(042)的一个输入端相连接；乘法器(042)的另一个输入端输入零序制动系数(K₀)，其输出端分别接加法器(A₄₂、B₄₂、C₄₂)的一个输入端；滤波器(A₃₂、B₃₂、C₃₂)的输出端分别接乘法器(A₄₁、B₄₁、C₄₁)的一个输入端，乘法器(A₄₁、B₄₁、C₄₁)的另一个输入端分别输入现有比率差动保护中的比率制动系数(K_Z)，其输出端分别接加法器(A₄₂、B₄₂、C₄₂)的另一个输入端；加法器(A₄₂、B₄₂、C₄₂)的输出端分别与比较器(A₅、B₅、C₅)的负输入端相连接；比较器(A₅、B₅、C₅)的正输入端分别接滤波器(A₃₁、B₃₁、C₃₁)的输出端，其输出端分别输出(A、B、C)相的比率差动动作信号，(n)为变压器中性点接地侧数(或分支数)；当差动电流故障分量大于含最大侧零序电流的制动电流故障分量时，比较器输出相应相的比率差动动作信号。

2.根据权利要求1所述的一种带最大侧零序比率制动的故障分量变压器纵差保护元件，其特征在于：现有比率差动保护中的比率制动系数K_Z，其值为0＜K_Z＜0.8。

3.根据权利要求1所述的一种带最大侧零序比率制动的故障分量变压器纵差护元件，其特征在于：在零序电流与三相差动电流、三相制动电流归算到同一侧的情况下，零序制动系数(K₀)为0＜K₀＜1/3。