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內(nèi)橋接線變壓器保護(hù)電流回路接線方式的探討

文檔作者：周建軍，樊慶玲，樊高瑞文檔來(lái)源：南陽(yáng)供電公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年12月12日
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第39卷第2期
2011年1月l6日
電力系統(tǒng)保護(hù)與控制
Power System Protection and Control
Vl01．39 NO．2
Jan．16，2011
內(nèi)橋接線變壓器保護(hù)電流回路接線方式的探討
周建軍，樊慶玲，樊高瑞
(南陽(yáng)供電公司，河南南陽(yáng)47 3009)
摘要：內(nèi)橋接線方式下，主變差動(dòng)保護(hù)高壓側(cè)電流 般采取進(jìn)線和分段電流并接求和的方式取得，當(dāng)主變高壓側(cè)發(fā)生外部短
路或正常運(yùn)行中發(fā)生CT開路時(shí)，均可能會(huì)導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。誤動(dòng)的原因是進(jìn)線和分段電流沒有在保護(hù)裝置內(nèi)部軟件求和，
導(dǎo)致保護(hù)裝置感受到的二次電流與主變高壓側(cè)電流不一致，當(dāng)發(fā)生外部短路或CT開路時(shí)無(wú)法正確閉鎖保護(hù)。提出了采用將
進(jìn)線和分段電流分別接入差動(dòng)保護(hù)的解決方案，并指出了保護(hù)運(yùn)算處理過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)。
關(guān)鍵詞：差動(dòng)保護(hù)；二次回路；CT斷線； 內(nèi)橋接線；外部短路
Discussion on current circuit of transformer protection with internal bridge connection
ZHOU Jian-jun，F(xiàn)ANQing—ling，F(xiàn)ANGao—rui
(Nanyang Power Supply Company，Nanyang 473009，China)
Abstract：1The high voltage side current of main transformer diferemial protection may be obtained by method of sum current of
section switch and line switch in imemal bridge connection．Ma1．operation of differential protection occurs when external short-circuit
or CT break happens in hi votage side oftransform er．The reasons ofmal—operation lie in that the sum current ofline switch and
section switch iS not finished in imemal software ofprotection device．which lcad to the inconsistency between secondary current feIt by
protection device and the high voltage side current ofmain transformer，the~ re，the correct latch-up protection Can not be realized，as
external short circuit or CT break Occurs．The me~od that currents of section switch and line switch joining to diferential protection
separately is introduced，proceedings ofprotection operation program are presented as wel1．
Key words：diferential protection；secondary circuit；CT break ；internal bridge con ection； exetemal short circuit
中圖分類號(hào)： TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)： 1674—3415(2011)02．0152．03
0 引言
城區(qū)l10 kV變電站出于節(jié)省占地的考慮，經(jīng)常
采用內(nèi)橋接線方式，即高壓側(cè)為單母分段接線，配
置兩回進(jìn)線分別接于兩段母線，兩回進(jìn)線及分段間
隔均配有開關(guān)、CT、刀閘，主變高壓側(cè)沒有開關(guān)、
CT，只有一組隔離刀閘。
由于主變高壓側(cè)沒有CT， 目前的設(shè)計(jì)思路一
般是主變差動(dòng)保護(hù)高壓側(cè)電流回路采用硬件接線求
和的方法產(chǎn)生，即與本臺(tái)主變接于同一母線的進(jìn)線
和分段間隔CT二次回路在保護(hù)盤端子排處按相并
接求和后【1l，再接入主變差動(dòng)保護(hù)高壓側(cè)電流回路，
從而實(shí)現(xiàn)了一次與二次接線的統(tǒng)一。
只要進(jìn)線和分段間隔CT變比一致，在一般情
況下，這種和電流均能正常反映主變差動(dòng)保護(hù)高壓
側(cè)電流，不會(huì)出現(xiàn)拒動(dòng)和誤動(dòng)情況。但當(dāng)110 kV系
統(tǒng)發(fā)生短路，進(jìn)線和分段間隔流過(guò)較大穿越性故障
電流時(shí)，因二者CT的穩(wěn)態(tài)誤差特性不可能完全一
致，所產(chǎn)生的差流有可能引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)；當(dāng)系
統(tǒng)出現(xiàn)某種沖擊，二者CT的暫態(tài)誤差特性不一致
時(shí)，所產(chǎn)生的差流也有可能引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)；進(jìn)
線或分段間隔CT根部至保護(hù)盤端子排這一段出現(xiàn)
CT開路時(shí)，和電流不能正確反映主變差動(dòng)保護(hù)高壓
側(cè)電流，在某些運(yùn)行方式下，主變差動(dòng)保護(hù)無(wú)法判
斷為CT開路，而是將判為主變發(fā)生內(nèi)部故障從而
引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。
本文對(duì)這兩種可能引起的差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的原因
做出了全面分析計(jì)算，提出了內(nèi)橋接線變壓器保護(hù)
電流回路二次接線改進(jìn)方案。
1 差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的原因分析
1．1 CT誤差特性不一致導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)
依據(jù)DL／T684．1999《大型發(fā)電機(jī)變壓器繼電保
護(hù)整定計(jì)算導(dǎo)則》規(guī)定，差動(dòng)動(dòng)作電流最小動(dòng)作門
周建軍，等 內(nèi)橋接線變壓器保護(hù)電流回路接線方式的探討 ·153-
檻應(yīng)躲過(guò)變壓器額定負(fù)載時(shí)的不平衡電流，
Iop．
min=grel( +△ △m)In／n ，在實(shí)用整定計(jì)算中
可選取(0．2～0．5) 【 。分析圖1所示的系統(tǒng)，
主變高壓側(cè)外部發(fā)生短路時(shí)，很大的穿越性電流流
經(jīng)進(jìn)線和分段間隔，此時(shí)主變保護(hù)差動(dòng)電流主要為
，I、 的不平衡差流， 以5P20級(jí)CT為例，如果此
時(shí)進(jìn)線和分段間隔CT一個(gè)為正誤差，一個(gè)為負(fù)誤差，
不平衡差流最大可能為0．1ldn ，因主變中、低壓側(cè)
沒有流過(guò)短路電流，不會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的制動(dòng)電流，差流
一旦大于動(dòng)作門檻lop．min，就會(huì)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)作。
即使進(jìn)線和分段間隔CT穩(wěn)態(tài)誤差特性一致，
當(dāng)系統(tǒng)有某種沖擊時(shí)，如當(dāng)一臺(tái)主變工作，一臺(tái)主
變充電投入時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生的和應(yīng)涌流含有大量非周
期分量，當(dāng)二組CT暫態(tài)特性不一致時(shí)會(huì)產(chǎn)生差流，
也可能導(dǎo)致運(yùn)行主變保護(hù)誤動(dòng)。
圖1內(nèi)橋接線主變電氣接線圖
Fig．1 Electrical connection diagram of main transformer with
internal bridge connection
1．2 0T開路導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)
目前國(guó)內(nèi)110kV電網(wǎng)一般采用閉環(huán)設(shè)計(jì)、開環(huán)
運(yùn)行的供電方式，故經(jīng)常出現(xiàn)一條電源線路串帶幾
臺(tái)110 kV主變的情況。以圖2所示系統(tǒng)例，110 kV
A站為內(nèi)橋接線，線路1作為電源線帶A站的1
和2 主變，并通過(guò)線路2串帶B站的3 和4 主變，
系統(tǒng)潮流分布如圖2所示，為分析方便，圖中電流
均為折算至同一變比下的二次電流。
B站
圖2開環(huán)供電系統(tǒng)接線圖
Fig．2 Electrical connection diagram ofopen loop power system
對(duì)1 主變差動(dòng)保護(hù)來(lái)說(shuō)，其高壓側(cè)采用進(jìn)線和
分段電流和接線方式，二者CT一次極性端必須一
致，假設(shè)極性端均放在非母線側(cè)， 圖2中所標(biāo)電流
流向均為實(shí)際潮流流向，故 的規(guī)定正方向與圖中
所示相反，則 為線路1電流 與A站分段開關(guān)電
流，，之和【3】o設(shè)流入1 主變差動(dòng)保護(hù)高壓側(cè)電流(未
進(jìn)行Y_一△補(bǔ)償前的實(shí)際電流)為，，正常運(yùn)行情
況下， ： = + ，說(shuō)明這種和電流接線能夠正
確反應(yīng)主變高壓側(cè)電流I4】；但當(dāng)進(jìn)線或分段間隔CT
根部至保護(hù)盤端子排這一段任意一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)CT
二次開路時(shí)， ，均將由CT開路前的本主變高壓側(cè)
一口
電流值跳變至另外一個(gè)值，其跳變幅度△j 取決于
開路點(diǎn)位置和系統(tǒng)潮流分配情況。若是進(jìn)線CT開
路， 一( +￡+C)，~L--( 十 +丘+ )；
若是分段CT開路， = = +，2+丘+，4，
● ● ● ●
AI~ I2+ I3+ I4。
由此可知， 當(dāng)進(jìn)線間隔某相CT開路，且各臺(tái)
主變負(fù)載較重時(shí)，主變差動(dòng)保護(hù)對(duì)應(yīng)相的高壓側(cè)電
流值上升至較大值，其他各相電流均無(wú)變化。對(duì)于
通過(guò)軟件計(jì)算實(shí)現(xiàn)Y一△ 補(bǔ)償?shù)奈C(jī)主變差動(dòng)保
護(hù)， 正常運(yùn)行時(shí)的差動(dòng)電流為零，A 相差流
=(J；1一 ej240。)／√ 一 =0，，2為低壓側(cè)平衡系數(shù)，
計(jì)算進(jìn)線CT開路時(shí)的A相差動(dòng)電流測(cè)量值
T
Ir【 l、一一Ii 2一 I 31一ji 4一 I‘ie jZ40)、 ／。4。3一n I1 =
f一。
2
lj-12—1‘3-1一
,(一 一 )／ j 一一 ／ 5／ 、／j
可以看出當(dāng)進(jìn)線1所帶負(fù)荷較重時(shí)，差動(dòng)電流
測(cè)量值很可能會(huì)大子動(dòng)作門檻。
再參照PST1200微機(jī)主變差動(dòng)保護(hù)CT回路斷
線判據(jù)進(jìn)行分析：
I)I△， f≥ 0．I／N-~IS．I
4)max(Ia b 。)>^vI
其中： △， 為相電流差突變量：厶 ，，db 。為A、B、
C三相差流值； 為差動(dòng)保護(hù)定值； 為主變高壓
側(cè)額定電流； 為前一次測(cè)量電流；，H為當(dāng)前測(cè)量
電流；／D為無(wú)流相的差動(dòng)電流；／WI為無(wú)電流門檻；
取O．O4倍CT額定電流，同時(shí)滿足1)~4)，立即判
為CT斷線并經(jīng)控制字選擇是否閉鎖保護(hù)[ 】。
由上述判據(jù)可知， 因開路相電流由 增大至
一( + +J=I+ )，不存在無(wú)流相，此時(shí)僅能滿足3)、
4)，不能判為CT斷線，無(wú)法閉鎖保護(hù)，且啟動(dòng)條
． 154． 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制
件已滿足，當(dāng)差動(dòng)電流測(cè)量值大于厶 i 時(shí)，保護(hù)
將誤動(dòng)作跳閘。
2 解決問(wèn)題的方法
為解決內(nèi)橋接線采用硬件接線求和可能會(huì)出現(xiàn)
的保護(hù)誤動(dòng)問(wèn)題，最佳方案是采用軟件求和方式，
即將進(jìn)線和分段間隔視為主變的電壓等級(jí)、CT變比
均相同的兩側(cè)，將其CT二次回路分別接入保護(hù)，
然后由軟件分別進(jìn)行差動(dòng)電流、制動(dòng)電流、CT斷線
的計(jì)算處理。
為保證在主變區(qū)外故障具有可靠的制動(dòng)作用，
在區(qū)內(nèi)故障有較高的靈敏度，如圖1所示三圈主變，
差動(dòng)電流應(yīng)取 ，+，，+， +， ，制動(dòng)電流應(yīng)取這四者
模值較大者。進(jìn)線和分段CT二次電流一定要作為
主變的兩側(cè)電流來(lái)處理，嚴(yán)禁先對(duì)二者進(jìn)行軟件求
和后，再進(jìn)行差動(dòng)、制動(dòng)電流的計(jì)算以及CT回路
斷線的判斷處理，由上節(jié)分析可知，進(jìn)線和分段CT
二次電流分別處理，當(dāng)任一個(gè)元件發(fā)生開路時(shí)，CT
回路斷線判據(jù)1)-4)均滿足，可立即判為CT斷線，
不會(huì)發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)作。
對(duì)目前已經(jīng)運(yùn)行的采用硬件接線求和的內(nèi)橋接
線主變保護(hù)，則應(yīng)在運(yùn)行方式上采取措施，將高壓
側(cè)橋開關(guān)斷開，兩臺(tái)主變分裂運(yùn)行，一定不能出現(xiàn)
一回進(jìn)線串帶兩臺(tái)或多臺(tái)主變的情況，同時(shí)盡快安
排更換保護(hù)。
3 總結(jié)
本文分析了一次接線為內(nèi)橋方式的主變保護(hù)采
用傳統(tǒng)接線，將進(jìn)線和分段二次電流回路并接進(jìn)差
動(dòng)保護(hù)，在外部故障或CT開路時(shí)可能出現(xiàn)差動(dòng)保
護(hù)誤動(dòng)的原因，提出了進(jìn)線和分段作為主變的兩側(cè)
接入差動(dòng)保護(hù)后分別進(jìn)行運(yùn)算處理的解決方案，杜
絕了可能發(fā)生的保護(hù)誤動(dòng)事故，消除了潛在的隱患，
滿足了系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求。
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收稿日期：2010-01-15： 修回日期：2010-03—0g
作者簡(jiǎn)介：
周建軍(1973一)，男，碩士，高級(jí)工程師，工程碩士，
主要研究方向?yàn)槔^電保護(hù)；E—mail：zho~ianjunfgr@163．com
樊慶玲(1972一)，女，碩士，高級(jí)工程師，主要研究
方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)勘測(cè)與設(shè)計(jì)；
樊高瑞(1976一)，女， 工程師，主要研究方向?yàn)殡娏?
系統(tǒng)配網(wǎng)運(yùn)行與管理。
(上接第151頁(yè)continuedfrompage 151)
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收稿日期：2010-01—27
作者簡(jiǎn)介：
武萬(wàn)才(1980-)，男，碩士，工程師，從事繼電保護(hù)
和電力系統(tǒng)過(guò)電壓方面的工作；E-mail：wwc19802000@
l63．coin
聶會(huì)軍(1972一)，男，工程師，從事電氣設(shè)備的運(yùn)行
和管理工作；
邊疆(1980-)，男，助工，從事高電壓試驗(yàn)方面的
工作。

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