淺析換流變壓器比率差動(dòng)保護(hù)

劉光譽(yù)+++潘俊銳

摘 要：換流變保護(hù)在二次系統(tǒng)中的作用十分重要。文章結(jié)合特高壓金華換流站，介紹了換流變壓器差動(dòng)保護(hù)的配置，分析了換流變差動(dòng)保護(hù)的試驗(yàn)方法。

關(guān)鍵詞：特高壓；換流變差動(dòng)保護(hù)；試驗(yàn)方法

1 換流變保護(hù)介紹

1.1 保護(hù)配置

±800kV金華換流站換流變保護(hù)為三重化配置，三套保護(hù)均采用許繼公司的SBH-101A成套保護(hù)裝置。保護(hù)以三取二原理運(yùn)行，即完成一個(gè)保護(hù)動(dòng)作至少需要三套保護(hù)系統(tǒng)中的兩套系統(tǒng)同時(shí)檢測(cè)到同一故障。換流變保護(hù)主要包括換流變差動(dòng)保護(hù)、換流變引線和換流變差動(dòng)保護(hù)、換流變零序差動(dòng)保護(hù)和后備保護(hù)及飽和保護(hù)、非電量保護(hù)。

1.2 差動(dòng)保護(hù)特點(diǎn)及保護(hù)范圍

換流變差動(dòng)保護(hù)是換流變的主保護(hù)，主要用來(lái)保護(hù)換流變繞組內(nèi)部及其引出線上發(fā)生的各種相間短路故障，同時(shí)也保護(hù)換流變單相匝間層間短路故障，換流變壓器主保護(hù)由比率差動(dòng)、增量差動(dòng)、差流速斷和差流越限告警組成。由于差動(dòng)保護(hù)對(duì)保護(hù)區(qū)外故障不會(huì)動(dòng)作，因此差動(dòng)保護(hù)不需要與保護(hù)區(qū)外相鄰元件保護(hù)在動(dòng)作值和動(dòng)作時(shí)限上配合。所以在區(qū)內(nèi)故障時(shí)可以瞬時(shí)動(dòng)作。

下面以許繼公司的SBH-101A換流變成套保護(hù)裝置為例簡(jiǎn)述換流變差動(dòng)保護(hù)的構(gòu)成和保護(hù)范圍。如圖1所示。

TA1、TA2為網(wǎng)側(cè)引線1、2支路TA，TA3.1為網(wǎng)側(cè)套管角接換流變差動(dòng)TA，TA3.2為網(wǎng)側(cè)套管角接引線差動(dòng)TA，TA6.1為網(wǎng)側(cè)套管星接換流變差動(dòng)TA， TA6.2為網(wǎng)側(cè)套管星接引線差動(dòng)TA，TA4為閥星側(cè)首端套管TA，TA7為閥角側(cè)首端套管TA，TA5為套管角接外接零序TA，TA8為套管星接外接零序TA。

通過(guò)差動(dòng)原理分析并考慮TA極性的影響，得到差流平衡方程式如表1所示。

2 換流變差動(dòng)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)

2.1 比率差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性

差動(dòng)保護(hù)是按比較各側(cè)電流大小和相位而構(gòu)成的一種保護(hù)[1]。比例差動(dòng)保護(hù)用來(lái)區(qū)分感受到的差流是由于內(nèi)部故障還是外部故障時(shí)引起。裝置采用初始帶制動(dòng)的變斜率比率制動(dòng)， 特性曲線如圖2所示。

比率差動(dòng)作方程如下：

式中，Iop為差動(dòng)電流，Iop.0為差動(dòng)最小動(dòng)作電流整定值，Ires 為制動(dòng)電流，Ires.0為最小制動(dòng)電流整定值，S為比率制動(dòng)系數(shù)整定值，各側(cè)電流的方向都以指向變壓器為正方向。角變、星變差動(dòng)采用兩側(cè)差動(dòng)，動(dòng)作方程如下：

式中：3≤K≤4，i1，i2，…ik分別為換流變壓器各側(cè)電流互感器二次側(cè)的電流。大差保護(hù)采用四側(cè)差動(dòng)[2]。

換流變?cè)谶\(yùn)行時(shí)，差動(dòng)回路不可避免地存在不平衡電流，SHB-100A型保護(hù)根據(jù)換流變變比及CT變比計(jì)算換流變各側(cè)CT二次電流平衡系數(shù)并將各側(cè)CT二次電流歸算到同側(cè)進(jìn)行幅值補(bǔ)償。但換流變的TA一般裝在各側(cè)繞組上，因此原、副邊繞組電流相位相同，不需進(jìn)行相位補(bǔ)償。

2.2 比率差動(dòng)特性曲線現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)

設(shè)差動(dòng)電流起動(dòng)定值Iop.0 為0.5Ie，最小制動(dòng)電流整定值Ires.0為1Ie，比例系數(shù)S為0.5，角變差動(dòng)以網(wǎng)側(cè)為基準(zhǔn)電流。

試驗(yàn)時(shí)，角變網(wǎng)側(cè)電流I1和角變閥側(cè)電流I2的同名相分別正極性接入測(cè)試儀兩相，相位相差180°。在I網(wǎng)側(cè)首端加1Ie，2Ie，相應(yīng)地在I閥側(cè)首端側(cè)加入1Ie，2Ie，使其保護(hù)無(wú)差流，然后逐漸降低I網(wǎng)側(cè)首端的輸入電流值至差動(dòng)動(dòng)作。以上述方法取3點(diǎn)，數(shù)據(jù)如表2所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

換流變差動(dòng)保護(hù)是換流變最主要的保護(hù)之一，與常規(guī)的主變差動(dòng)保護(hù)其原理一樣，主要區(qū)別在于換流變差動(dòng)分類更細(xì)，且每類所取的CT電流是唯一的。

由于比率差動(dòng)保護(hù)需要識(shí)別換流變壓器的勵(lì)磁涌流和過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)換流變內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，不能夠快速切除故障，所以還需配置差流速斷保護(hù)，用來(lái)快速切除變壓器嚴(yán)重的內(nèi)部故障[3]。當(dāng)任一相差流電流大于差動(dòng)速斷整定值時(shí)差流速斷保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作，跳開(kāi)斷路器。

參考文獻(xiàn)

[1]王維儉.電力設(shè)備繼電保護(hù)原理及應(yīng)[M].北京：中國(guó)電力出版社，1996.

[2]SBH-100A系列流變壓器保護(hù)裝置技術(shù)說(shuō)明書[Z].許昌：許繼直流公司.

[3]國(guó)家電力調(diào)度通訊中心.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問(wèn)答（第二版）[M].北京：中國(guó)電力出版社，2000.

作者簡(jiǎn)介：劉光譽(yù)（1964-），男，安徽合肥，大專，工程師，一直從事變電站的安裝技術(shù)及管理工作。

潘俊銳（1982-），男，安徽合肥，本科，工程師，一直從事變電站的電氣調(diào)試技術(shù)工作。endprint