SEL787保護裝置在變壓器差動保護中的應用

徐文凱，羅小兵，祿 偉

(云南馳宏鋅鍺股份有限公司，云南 會澤 654200)

0 引 言

變壓器高低壓側的接線方式及優缺點：變壓器繞組的接線方式主要有2種：三角型(D)和星型(Y)。三角形接線的優點：每相繞組與另兩相繞組頭尾相接，其優點是三次諧波會在三角形繞組中自相抵消，缺點是沒有中性點，無法利用接地方法控制對地電位；星型接法的優點是它有中性點，可以利用中性點選擇一種接地方式，控制系統對地電壓和保護措施，缺點是感應過來的三次諧波無法抵消，將會影響下一級或用電設備。針對常用的高/中壓變壓器(110 kV/10 kV)，110 kV以上系統，我國多為中性點直接接地系統，如果不接成“Y”型，就沒有中性點，中性點接地也就不方便，故常接成“Y”型；而10 kV系統是中性點不接地系統，同時，三角形接法又可以消除3次諧波，故常接成“D”型接線，綜上所述，我們常用的高/中壓變壓器，采用Y/D的接線方式。

SEL787保護裝置在差動保護中的使用：SEL787主要就是針對變壓器差動保護原理而設計的一種具有較高精度和靈敏性的保護裝置，在高壓供電系統中非常常見。這里主要通過SEL787的工作原理來介紹其在變壓器差動保護中的應用。

1 補償計算

1.1 補償的目的

SEL787保護裝置是通過變壓器兩側折算后電流的矢量和來求差流的(通過電流互感器極性的選擇來使高壓側和低壓側電流相差180°)，SEL787的電流接線圖見圖1。當變壓器正常運行或區外故障時，確定CT極性后，變壓器高低壓側折算后的電流值在理想情況下應該是大小相等，方向相反的。但是我國常用變壓器高低壓側的接線方式為Y/D接線方式，這樣高壓側電流將滯后低壓側30°，即高壓側在時鐘12點時，低壓側指針在11點位置，這就是所謂的YD11，為了使高低壓側的電流向量值相差180°，就要做一個補償。

1.2 補償的計算

(1)

這里，IAWn等表示輸入繼電器端子n的三相電流；IAWnC等表示經過補償后的對應相電流；而[CTC(m)]表示3×3的補償矩陣。定值WnCTC=m定義了繼電器將采用何種[CTC(m)]補償矩陣。定值可以為0，1，2，…11，12。補償矩陣中的m代表了如果乘以[CTC(m)]，對于平衡的ABC相序電流以逆時針遞增了m個30°角。如果給定的三相電流乘以所有的12個CTC矩陣([CTC(1)]～[CTC(12)])，相當于被補償的結果以逆時針方向旋轉回到了起點。

補償矩陣[CTC(12)]類似于[CTC(0)]，對電流旋轉360°，角度不發生變化。但是它可以去除繞組電流中的零序分量，如同其他所有非零矩陣。

由于常用的變壓器接線方式為YD11，因此，這里以[CTC(11)]和[CTC(12)]為例作說明，其他補償的計算方法類似。

[CTC(11)]和[CTC(12)]補償整列為：

由(1)、(2)得補償后低壓側和高壓側電流分別為：

高壓側：IAW1C=(2IAW1-IBW1-ICW1)/3

IAW1C=(-IAW1+2IBW1-ICW1)/3

IAW1C=(-IAW1-IBW1+2ICW1)/3

(3)

上述補償后的電流仍是以“A”為單位的值，但是，高低壓側變比不同，補償后的電流仍無法比較，因此就要把高低壓側電流轉化為以“TAP”為單位的標么值再求差流。

2 標么值計算

TAP值的計算，繼電器根據不同繞組輸入的定值(n表示繞組數)

采用標準的公式自動計算TAPn

MVA=最大變壓器容量定值(對于所有TAPn計算均相同)

VWDGn=繞組線電壓定值，Kv

CTRn=電流互感器變比

繼電器計算TAPn遵循以下限制：

TAPn定值必須在0.1×INOMn和6.2×INOMn之間

TAPMAX/TAPMIN比率≤7.5

對于SEL787，其差動電流為補償后高低壓側標么值的矢量和，制動電流為高低壓側補償后電流標么值絕對值的和。

例如，對于A相，若B、C相為零

IOP=IAW1C<0°/TAP1+IAW2C<180°/TAP2

IRT=|LAW1C/TAP1|+|LAW2C/TAP2|

(4)

由(3)式和(4)式得

(5)

上式是針對A相的差流和制動電流的計算，B、C相的計算與此類似。

3 差動特性折線

差動特性折線見圖2。

O87P=保護動作最小IOP水平

SLP1=初始斜率，起始于原點與O87P相交于IRT=O87P×100/SLP1

IRS1=折線SLP1動作的IRT極限，與折線SLP2相交，也是SLP2折線的起點

SLP2=第二折線斜率，必須≥SLP1

U87P=無制動差動動作電流門檻(差速斷)

4 諧波閉鎖

為了防止變壓器在投運時產生的勵磁涌流，引起差動誤動，因此，保護裝置自身設有2次和5次諧波閉鎖，用以防止差動誤動。

5 結 語

通過補償計算、標么值計算、差動特性曲線、諧波閉鎖等簡單的介紹了SEL787的工作原理以及其在變壓器差動保護中的應用。在我們接觸到的保護中，變壓器的差動保護相對較復雜，這里主要是按自身的理解來對變壓器的差動保護作總結。