变压器区外接地故障差动保护误动的分析

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1、上海电力2010年第1期变压器区外接地故障差动保护误动的分析姚荆(上海交通大学电气工程系，上海200030)摘要：差动保护是变压器的主保护，其可靠性、选择性、灵敏性及速动性要求都十分强，但因结构复杂，接线繁琐，容易在安装及调试时留下隐患。文章介绍了某厂660Mw机组主变在一次区外单相接地故障时差动保护的动作情况，分析了保护原理以及差动保护的动作原因，针对安装及调试时所暴露的问题，提出了针对性的防范措施，以保证机组安全运行。关键词：差动保护；零序补偿；TA极性中图分类号：X928文献标识码：B《1设备概况薯墨0某厂扩建工程共建2台660MW汽轮发电．500《Ⅲ／避乎2《＼机组，机组均采用发电机

2、变压器组单元接线，以如OO0500kV电压接入系统，500kV主变高压侧中性点直接接地。发电机与主变压器用离相封闭母线相连接。5O0kV采用3／2断路器接线方式。该厂发变组采用的是西门子公司SIPROTEC4系列微机保护装置，其中，由7UM6实现发电机差动和后备保护，7UT63及7SJ62实现主变差动和图1故障录放后备保护，7UT61及7SJ602实现高厂变和脱硫载合闸是由于励磁涌流导致保护误动；而采用3、变的差动和高压侧后备保护。5次谐波对过励磁工况进行制动；7UT6还采用了2故障概述多段式的比率制动以及差动速断保护来实现对保护对象的内部发生的轻微故障的灵敏检测以及内2007年5月，该厂5

3、OOkV母线发生单相接地部发生严重故障时的快速切除；对测量回路中的故障，故障发生地点位于发电机变压器组区外，其直流分量和电流互感器(TA)饱和不灵敏，具有很中1台机组的2套主变差动保护均动作出口，引高的稳定性，保护装置内置互感器矢量组匹配和起停机事故。由7UT63微机装置记录的故障录TA变比系数完全数字化匹配，不需要增加额外波如图1所示，其中，和IMZ为500kV边断路的中间变流器。同时，可以使用软件设置的方式器和中断路器的三相电流I及零序电流3I。，J来改变TA的极性来矫正TA的极性而不需要改为主变高压侧中性点电流。变装置的硬接线，极大地方便了现场的调试工作。3保护原理及故障分析3．27U

4、T6装置差动保护原理通常，由于变压器的变比、接线组别以及变压3．17UT6装置的特点器各侧TA的额定电流不同，当电流流过变压器7UT6采用32位微处理器，装置的采样、数后，在变压器各侧的TA二次侧电流是不相等的。据处理以及跳闸逻辑的输出全部经过数字化处为了比较，测量到的各侧电流均须经过匹配运算。理。7UT6内部的CPU回路、测量控制回路以及不同变压器，TA变比和根据变压器的接线组别控制电源回路均采用了完全的电气隔离，具有非产生的相位偏移的匹配是纯数学的运算，所以装常高的可靠性。置不需要增加外接辅助TA。7UT6采用2次谐波制动，可防止变压器空一74一2010年第1期上海电力保护装置内部是通过

5、系数矩阵来实现各侧的包含进矩阵方程，同时区外故障时线路电流的零电流换算，这个矩阵模拟了变压器各侧绕组中的序分量被中性点电流所补偿。使用这种方法，可电流，包括了变压器所有可能的接线组别(包括相以完全消除区外故障时的零序电流，并且区内故变换)。而在匹配运算的时候，变压器中性点的状障可以获得百分之百的灵敏度。态和如何进行处理是非常关键的。当变压器的中但是在很多情况下，由于变压器中性点没有性点对地是绝缘的时候，保护装置中所采用的匹安装零序TA，中性点电流就无法获得。由于缺配矩阵为式(1)：少，流入电流之合也就无法获得，此时，零序电●01●0流就必须从三相电流中消除。这种情况下的电流JA，I．O、●●

6、●●●●O●●●●●●1●J匹配矩阵如式(3)：●●●B卜2●●A1●●f2—1—11Jc3●Jl}●——12——1l·(3)B2此时，由于保护区内没有接地点，就无需考虑●l一1—12Jl●保护区外发生接地故障的时候会有零序电流流过c3保护区，并且系统中其它地方是否有接地中性点式(3)矩阵的作用就是从三相电流中将零序也对保护不影响，如果系统的中性点在其它地方电流消除，计算结果如下：有接地的或者是系统中同时有另一个接地故障的1／3×(2J『_1—12—13)一l／3×(3l—II2一存在(即不接地系统发生的2点接地故障)，那么，3)一1／3×(3一3J。)一一J。保护装置就有可能检测到故障零序

7、电流。但是，但是，这种消除零序电流的方法有一个缺点，此时这个零序电流与变压器差动保护的制动无就是保护区内接地故障时保护灵敏度的下降(只关，因为当区外发生故障时保护区内并没有零序剩2／3，由于零序电流相当于1／3相电流)。电流的产生。3．3故障原因分析而变压器中绕组2绕组1由于该厂主变高压侧中性点是直接接地的，性点如果是直接Li且该厂使用的7UT6装置接人了高压侧的零序电接地的或者是经三流，同时在差动保护功能中