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1、三繞組自耦變壓器零序保護特點分析與現(xiàn)場調(diào)試應用
摘 要： 通過自耦變壓器保護特點分析,接合主流廠家變壓器零序保護要求，明確接線方式與調(diào)試正常檢測方法。為相關工作人員提供參考。
關鍵詞：自耦變壓器零序保護；接線要求；調(diào)試
中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號： 目前，超高壓大容量三繞組自耦變壓器在電力系統(tǒng)中被廣泛應用。其零序保護對接線和電流互感器有特殊要求，結(jié)合本人實際工作經(jīng)驗和保護廠家要求，對其做以下分析。 一、自耦變壓器零序的特點分析 高壓側(cè)或中壓側(cè)系統(tǒng)接地故障時的零序電流 三繞組自耦變壓器原理接線如圖1所示。高壓側(cè)單相接地故障時的零序等值網(wǎng)絡如圖2
2、-1所示。其中，x01為變壓器高壓側(cè)零序電抗；x02為變壓器中壓側(cè)零序電抗；x03為變壓器公共及低壓側(cè)等值零序電抗； 由于ho =KhmIh0 (Ih0為自耦變壓器高壓側(cè)的零序電流)，故 則流過變壓器中性點的電流 (2-1.1) 2、自耦變壓器中壓側(cè)接地故障 自耦變壓器中壓側(cè)接地故障時的零序等值網(wǎng)路，如圖2-2所示。其中，X0∑h為變壓器高壓側(cè)網(wǎng)路中零序等值電抗；其他符號的物理意義同圖2-1。 根據(jù)圖2-2可得 高壓側(cè)零序電流
3、 流過變壓器中性點的電流 (2-1.2) 3、分析討論 由式（2-1.1）和式（2-1.2）可以看出： （1）當X02+X03+X0∑等于KhmX03時，變壓器高壓側(cè)接地短路時流經(jīng)變壓器中性點的零序電流等于零。 ?。?）當X02+X03+X0∑大于KhmX03時，變壓器高壓側(cè)短路時流經(jīng)變壓器中性點的電流方向與高壓側(cè)零序電流?h0方向相同。 （3）當X02+X03+X0∑小于KhmX03時，變壓器高壓側(cè)短路時流經(jīng)變壓器中性點的電流與高壓側(cè)零序電流?h0方向相反。 總之，當變壓器高壓側(cè)或中
4、壓側(cè)接地故障時，流經(jīng)變壓器中性點零序電流的大小和方向與故障位置有關，與系統(tǒng)的運行方式及參數(shù)有關。在某種工況下變壓器高壓側(cè)接地故障時，變壓器中性點零序電流可能等于零。 另外，當變壓器的高壓側(cè)或中壓側(cè)的網(wǎng)路中發(fā)生接地故障時，由于兩側(cè)的零序電流不相等，在對零序電流無濾去作用的變壓器縱聯(lián)差動保護中將產(chǎn)生很大的差流，該差流實際上等于流經(jīng)自耦變壓器公共繞組中的零序電流。 二、自耦變壓器零序保護的配置和要求 1、自耦變壓器宜設置零差動保護 由于自耦變的高壓側(cè)和中壓側(cè)均為大電流接地系統(tǒng)，且中壓側(cè)與高壓側(cè)之間有電的聯(lián)系及運行時中性點必須接地，因此裝設能保護高壓、中壓及公共繞組全部而不受空投變壓器的影響、
5、且變壓器內(nèi)部接地故障時具有很高動作靈敏度的零序差動保護是適宜的。 2、零序過電流保護應帶方向 由于自耦變壓器高壓側(cè)與中壓側(cè)有電的聯(lián)系，又有共同的接地中性點，因此當高壓側(cè)系統(tǒng)或中壓側(cè)系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，零序電流將由一個系統(tǒng)流向另一個系統(tǒng)。因此，為確保零序電流保護的選擇性，該保護應設置有方向。 三、調(diào)試自耦變壓器零序保護時應注意的問題 1、零序電流及零序電流方向保護的調(diào)試 當變壓器高壓側(cè)或中壓側(cè)發(fā)生接地故障時，由于流經(jīng)變壓器中性點零序電流的大小和方向受接地點位置及系統(tǒng)運行方式的影響很大（有時該電流等于零），因此，在接入零序電流及零序電流方向保護時，不應取中性點TA二次電流構(gòu)成零序電流保護或
6、零序電流方向保護。 構(gòu)成零序電流保護或零序方向電流保護的零序電流，可由變壓器高壓側(cè)或中壓側(cè)輸出端TA二次三相電流自產(chǎn)，也可以取該組TA二次零線（中性點）上的電流。 2、零序方向保護動作方向的整定 （a）變壓器低壓側(cè)接有大電源（通常為發(fā)電機）時 當自耦變壓器低壓側(cè)接大型發(fā)電機時，其高壓側(cè)及中壓側(cè)零序方向過流保護的動作方向，應分別指向各自的母線，而作為母線及出線接地故障的后備保護。因為，發(fā)電機的后備保護對變壓器的內(nèi)部故障有足夠的靈敏度。 （b）低壓無電源而主電源在高壓側(cè)時 目前，我國的超高壓大型變電站，其主電源大都在高壓側(cè)，低壓側(cè)及中壓側(cè)一般無電源，或接有容量很小的地方電站。此時，當變
7、壓器高壓側(cè)線路上發(fā)生接地故障時，流經(jīng)變壓器的電流為很小的零序電流；而當變壓器內(nèi)部或中壓側(cè)發(fā)生接地故障時，故障電流很大。此時，如不迅速切，將損壞變壓器。 為有效保護變壓器，高壓側(cè)零序電流方向保護的動作方向應指向變壓器，作為變壓器內(nèi)部接地及中壓側(cè)接地故障的后備保護。 （c）變壓器零序保護TA 接線方法要求（以四方CSC-326ED/EE 數(shù)字式變壓器保護裝置為例） 對于變壓器高、中壓側(cè)電流互感器：采用星形接線，不可采用常規(guī)接線，二次電流直接接入本裝置，均以母線側(cè)為極性端，以母線指向變壓器為正方向指向。 對于公共繞組電流互感器：采用星形接線，不可采用常規(guī)接線，二次電流直接接入本裝置，其極性端
8、遠離變壓器，以大地指向變壓器為正方向指向。正常工況下系統(tǒng)中無零序電流，因此，無法校對零差TA接線的正確性。為此，應帶負荷校核極性，為方便校核極性的正確性，變壓器中性點的零序TA應為三相式，即分別在公共繞組的三相上設置TA。 四、現(xiàn)場調(diào)試檢查方法及步驟 1、由試驗電流=試驗電壓/短路阻抗，選擇滿足試驗電流要求的相關調(diào)壓器、鉗形相位表等。 2、選擇高壓側(cè)三相短路點，由中壓側(cè)出線間隔，靠線路側(cè)隔離開關與電流互感器之間處加試驗電壓，通過操作斷路器、隔離開關，讓試驗電流由加壓出線間隔依次流過中壓側(cè)母線、母聯(lián)、主變進線、高壓側(cè)母線、出線至短路點。其中試驗內(nèi)容包括：a.三相調(diào)壓器同時零起升壓至試驗電壓，對調(diào)
9、壓器輸出三相電壓、電流幅值、相位等進行記錄；b.對所有帶電電流互感器二次回路三相電流相位、幅值進行測試記錄（包括主變中壓側(cè)間隔、高壓側(cè)間隔及套管電流互感器）；c.分析測試記錄數(shù)據(jù)是否正常；d.斷開三相調(diào)壓器其中兩相，然后零起升壓至試驗電壓，對調(diào)壓器輸出單相電壓、電流幅值、相位等進行記錄；e.檢查主變公共繞組電流互感器，重復a-c，完成檢查主變公共繞組所有電流互感器；f.固定中壓側(cè)加試驗電壓位置，改變高壓側(cè)短路點位置，重復a-c步驟，檢查完成高壓側(cè)所有電流互感器；g.固定高壓側(cè)短路點位置，改變中壓側(cè)加試驗電壓位置（接至另一回出線），重復a-c步驟，檢查完成中壓側(cè)所有電流互感器。 3、選擇低壓側(cè)三
10、相短路點，由中壓側(cè)出線間隔，靠線路側(cè)隔離開關與電流互感器之間處加試驗電壓，通過操作斷路器、隔離開關，讓試驗電流由加壓出線間隔依次流過中壓側(cè)母線、分段、主變進線、低壓側(cè)母線、出線至短路點，內(nèi)容包含a.三相調(diào)壓器同時零起升壓至試驗電壓，對調(diào)壓器輸出三相電壓、電流幅值、相位等進行記錄；b.對所有帶電電流互感器二次回路三相電流相位、幅值進行測試記錄（包括主變中壓側(cè)間隔、低壓側(cè)間隔及套管電流互感器）；c.分析測試記錄數(shù)據(jù)是否正常；d.固定中壓側(cè)加試驗電壓位置，改變低壓側(cè)短路點位置，重復a-c步驟，檢查完成低壓側(cè)所有電流互感器。 五、結(jié)語 對變電站三相自耦變壓器零序保護的特殊性，弄清原理和增加分析能力對調(diào)試人員發(fā)現(xiàn)和解決保護裝置及二次回路在設計和安裝中存在的問題有極大必要性，調(diào)試人員技術水平提高和分析能力的擴展也是確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的一項重要人員因素。 參考文獻： 【1】北京四方CSC-326ED/EE 數(shù)字式變壓器保護裝置技術說明書. 【2】電力主設備繼電保護的理論實踐及運行案例. 【3】《繼電保護和電網(wǎng)安全自動裝置檢驗規(guī)程》DL/T995-2006.
三繞組自耦變壓器零序保護特點分析與現(xiàn)場調(diào)試應用
