韓衛(wèi)恒，王俊奇，慕國行

（國網(wǎng)山西省電力公司電力調(diào)度控制中心，山西 太原 030001）

兩種變壓器差動保護差流計算方法的比較探討

韓衛(wèi)恒，王俊奇，慕國行

（國網(wǎng)山西省電力公司電力調(diào)度控制中心，山西 太原 030001）

目前變壓器差動保護差流計算方法主要有d－＞Y變換和Y－＞d變換兩種，通過對兩種不同差流計算方法的分析比較，發(fā)現(xiàn)在一般性故障時兩種差流計算方法都只計算正序電流、負序電流的差值，但在特殊故障下，Y－＞d變換會將零序電流計入差流計算，引起兩種保護動作情況不同。

變壓器差動保護；差流計算；故障

0 引言

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電力生產(chǎn)的安全性要求越來越高，保證設備安全顯得尤為重要。變壓器作為變電站較大型的元件，如何能迅速地切除各種故障保護變壓器是重中之重，而變壓器保護的合理配置是重要措施之一。變壓器保護差動動作原理及差流計算方法不同、動作量與制動量選取的不同，在變壓器內(nèi)部故障時其動作行為會不一樣。本文就國內(nèi)主要的兩種變壓器差動保護差流計算方法，一種是傳統(tǒng)的星三角變換方式（Y－＞d變換），一種是采用三角側(cè)向星側(cè)折算的方案（d－＞Y變換）。本文通過理論分析和動態(tài)仿真計算對兩種方法進行分析比較，對變壓器保護配置方案進行了探討。

1 變壓器差動保護差流計算

一般變壓器接線分為YN，d11,為了在正常運行或外部故障時流入差動繼電器的電流為零，對于微機保護來講需要進行軟件校正。校正方法有兩種，一種是以Y側(cè)為基準，將d側(cè)電流進行移相，使d側(cè)電流相位與Y側(cè)電流相位一致，即d－＞Y變換。另一種是以d側(cè)位基準，使Y側(cè)電流相位與d側(cè)一致，即Y－＞d變換[1]。

1.1 d－＞Y變換

對d側(cè)電流進行校正。

其中IAL、IBL、ICL為d側(cè)電流矯正后的值，Ial、Ibl、Icl為d側(cè)實際電流值，Kpha、Kphb、Kphc為平衡系數(shù)，進行幅值修正。

d側(cè)發(fā)生簡單接地故障時，由于零序網(wǎng)絡不構(gòu)成回路，在d側(cè)不會產(chǎn)生零序電流，Y側(cè)也不會感應出零序電流，因此經(jīng)過上述相位和幅值矯正后，在正常和區(qū)外故障情況下主變保護各側(cè)電流差值為零。但當Y側(cè)發(fā)生接地故障時，由于一般110 kV及以上變電站為大電流接地系統(tǒng)，在Y側(cè)會產(chǎn)生零序電流，而d側(cè)引出電流沒有零序電流，因此還需對Y側(cè)進行處理，將零序電流濾去，Y側(cè)參與差流計算的電流分別為

1.2 Y－＞d變換

以d側(cè)為基準，將Y側(cè)電流進行校正。

其中IAH、IBH、ICH為Y側(cè)電流矯正后的值，Iah、Ibh、Ich為d側(cè)實際電流值，Kpha、Kphb、Kphc為平衡系數(shù)，進行幅值修正。

通過對Y側(cè)電流進行相位、幅值矯正后實現(xiàn)在正常運行及區(qū)外故障時主變保護各側(cè)電流差值為零。

2 差流計算方法差異分析

d－＞Y變換將d側(cè)電流進行相位和幅值校正，通過公式（1）—（3）可看出，在校正同時相等于對d側(cè)濾去了零序電流，Y側(cè)通過公式（4）—（6）也濾去了零序電流，因此在任何情況下采用d－＞Y變換后保護差流計算就只有正序電流和負序電流的差值。

Y－＞d變換將Y側(cè)電流進行相位和幅值校正，通過公式（7）—（9）可看出，在進行校正的同時濾去了Y側(cè)零序電流，但沒有對d側(cè)零序作任何處理。在d發(fā)生一般性接地故障時，由于d側(cè)不構(gòu)成零序回路，故也不存在零序電流，應用Y－＞d變換進行的差流計算也同樣是正序電流和負序電流的差值。

但在某些特殊或復雜故障時，由于Y－＞d變換對Y側(cè)濾去了零序，沒有對d側(cè)同樣濾去零序，故而可能在區(qū)外故障時因出現(xiàn)差流導致主變保護動作。如變壓器低壓側(cè)區(qū)外接地故障發(fā)展為低壓側(cè)開關柜內(nèi)接地故障。

3 故障動模試驗

如圖1，模擬主變低壓側(cè)由區(qū)外接地故障發(fā)展為主變低壓側(cè)開關柜區(qū)內(nèi)接地故障的發(fā)展性故障，系統(tǒng)對某220 kV變電站主變35 kV側(cè)等值阻抗為1.02，開關柜短路接地電阻為0.6Ω，區(qū)外10 km故障，線路阻抗5.6Ω。通過仿真模擬，主變低壓側(cè)故障電流波形如圖2，通過求和得出低壓側(cè)存在零序電流，波形如圖3。

由以上仿真結(jié)果可見，在類似此種故障下，主變低壓側(cè)存在零序電流，而Y－＞d變換將Y側(cè)零序電流濾去，沒有將d側(cè)零序電流濾去，差流計算值即為低壓側(cè)零序電流值，達到保護定值時即可動作跳閘。d－＞Y變換將各側(cè)零序電流均濾去，故不會產(chǎn)生差流，此類故障不會動作跳閘。

圖1 故障系統(tǒng)圖

圖2 低壓側(cè)三相電流波形

圖3 低壓側(cè)零序電流波形

4 結(jié)論

通過理論分析和仿真計算，兩種差動計算方法主要區(qū)別在于d－＞Y變換后變壓器各側(cè)參與差流計算的電流只有正序電流、負序電流；Y－＞d變換在變壓器低壓側(cè)無零序電流時參與差流計算的電流也只有正序電流、負序電流，但在特殊故障下變壓器低壓側(cè)出現(xiàn)零序電流，導致差流存在保護動作。

變壓器低壓側(cè)支線保護主要配置相過流保護，過流I段定值一般較高，瞬時動作，過流II段定值較低，但帶有0.5 s延時。針對本文中仿真的發(fā)展性復雜故障，如果短路電流沒有達到過流I段定值時，且兩套變壓器保護均采用d－＞Y變換原理，則支路保護、變壓器保護均不會瞬時動作切除故障，持續(xù)0.5 s的故障電流必將產(chǎn)生較嚴重的后果[2]。因此，考慮盡量避免保護拒動和保設備安全的原則，建議為變壓器配置兩套不同計算方法的變壓器保護。

[1]徐習東.電力變壓器縱差保護研究[D].杭州：浙江大學，2005.

[2]崔家佩，孟慶炎.電力系統(tǒng)繼電保護與安全自動裝置整定計算[M].北京：中國電力出版社，1993：386-400.

Discussion on Transformer Differential Protection Differential Calculation Principles

HAN Weiheng,WANG Junqi,MU Guoxing

(State Grid Shanxi Electric Power Dispatch&Control Center of SEPC, Taiyuan,Shanxi 030001,China)

There are two ways, namely d－＞Y and Y－＞d, to calculate differential current of transformer when differential protection acts. Through comparing and analyzing the two calculating principles, it is found that at general faults the two differential calculation principles both only count positive sequence current and negative sequence current, but at special faults, if adopting Y- ＞ d principle,differential calculation will include zero- sequence current, so as to cause different protection actions.

transformer differential protection; differential calculation; fault

TM772

B

1671-0320（2016）02-0057-03

2016-01-07，

2016-01-12

韓衛(wèi)恒（1986），男，山西運城人，2011年畢業(yè)于四川大學電力系統(tǒng)及自動化專業(yè)，工程師，從事電力系統(tǒng)繼電保護工作；

王俊奇(1963)，男，山西太原人，1981年畢業(yè)于山西電力大學，高級工程師，從事電力系統(tǒng)繼電保護工作；

慕國行(1972)，男，山西陽曲人，1994年畢業(yè)于太原電力高等專科學校電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)，高級工程師，從事電力系統(tǒng)繼電保護工作。