專利名稱：特高壓直流換流變壓器差動(dòng)保護(hù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特高壓直流換流變壓器差動(dòng)保護(hù)的方法，尤其是得到差動(dòng)電流判 據(jù)的方法和采用該方法的繼電保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)中，經(jīng)常使用的電流差動(dòng)保護(hù)是根據(jù)流入和流出被保護(hù)元件的電流的 差的大小為判據(jù)構(gòu)成的一種繼電保護(hù)，由于它具有靈敏、易實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)，一般作為被保護(hù)元 件的主保護(hù)，用于保護(hù)特高壓直流換流變壓器。電流差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)和拒動(dòng)容易造成特高 壓直流停運(yùn)或者設(shè)備損壞，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。目前，特高壓直流換流變壓器與常規(guī)變壓器差動(dòng)電流計(jì)算方法類似，一般采用換 流變壓器閥側(cè)出口互感器TA與交流側(cè)互感器TA作差，以A相差動(dòng)保護(hù)為例，計(jì)算公式如 下IdiffA= IlA-IYA式 1式中=IdiffA為換流變A相差動(dòng)電流；IA為換流變壓器交流側(cè)A相電流；IYA為換流變壓器閥側(cè)A相繞組出口電流。在實(shí)際的特高壓直流輸電系統(tǒng)中，換流變壓器閥側(cè)系統(tǒng)均采用不接地系統(tǒng)配置， 在直流系統(tǒng)未解鎖時(shí)(指控制系統(tǒng)的觸發(fā)脈沖未作用于換流閥，閥組沒有導(dǎo)通)，換流變壓 器為閥側(cè)不接地運(yùn)行方式，此時(shí)換流變閥側(cè)區(qū)內(nèi)發(fā)生單相接地故障時(shí)，并無故障電流；在直 流系統(tǒng)運(yùn)行過程中，換流變壓器閥側(cè)三相通過換流閥的交替導(dǎo)通與大地連通，此時(shí)如果換 流變閥側(cè)區(qū)內(nèi)發(fā)生單相接地故障，將出現(xiàn)故障電流，但故障電流隨著換流閥的交替導(dǎo)通而 不斷變化，采用公式1計(jì)算方法的差動(dòng)保護(hù)在某些范圍發(fā)生單相接地故障時(shí)靈敏度不夠， 容易導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)。例如在換流變壓器閥側(cè)距中性點(diǎn)處發(fā)生單相接地故障時(shí)，差動(dòng)電 流幾乎為零。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種特高壓直流換流變壓器差動(dòng)保護(hù)計(jì)算差動(dòng)電流的方 法，在換流變壓器閥側(cè)區(qū)內(nèi)發(fā)生單相接地故障時(shí)，能提高換流變壓器差動(dòng)保護(hù)靈敏度。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種特高壓直流換流變壓器差動(dòng)保護(hù)的方法，其特征在 于換流變壓器閥側(cè)星形繞組每相首、末端電流之和的一半與交流側(cè)對(duì)應(yīng)相電流之間的 差作為差動(dòng)電流。本發(fā)明是針對(duì)特高壓直流輸電系統(tǒng)換流變壓器閥側(cè)不接地的接線形式， 在特高壓直流解鎖后，A，B，C三相通過換流閥交替接地，在換流變壓器閥側(cè)區(qū)內(nèi)不同位置發(fā) 生接地故障時(shí)，采用換流變壓器閥側(cè)星形繞組每項(xiàng)首末兩端電流之和的一半與交流側(cè)相電 流之間的差作為差動(dòng)電流。根據(jù)上述差動(dòng)電流的換流變壓器的差動(dòng)保護(hù)方法，差動(dòng)保護(hù)的計(jì)算公式為式2 Idiff > K*Ires+Istart式 2
其中Idiff是換流變壓器各相的差動(dòng)電流；Ires是換流變壓器對(duì)應(yīng)相的制動(dòng)電流；K為比例制動(dòng)系數(shù)，典型值取0. 5 ；Istart為啟動(dòng)電流，取值范圍為0. 2 0. 5Ie, Ie為換流變的計(jì)算額定電流；以A相為例，給出A相差動(dòng)電流計(jì)算公式，即式3，和A相制動(dòng)電流的計(jì)算公式，即 式4:IdiffA = IIA- (ΙΥΑ+ΙΥ0Α) /2式 3IresA = (|IA| +1 (ΙΥΑ+ΙΥ0Α)/2|)/2式 4其中=IdiffA為換流變壓器A相差動(dòng)電流；Ires是換流變壓器A相的制動(dòng)電流IA為換流變壓器交流側(cè)A相電流；IYA為換流變壓器閥側(cè)A相繞組出口電流；IYOA為換流變壓器閥側(cè)A相繞組中性點(diǎn)側(cè)電流。本發(fā)明的有益效果采用本發(fā)明的方法計(jì)算差動(dòng)電流并應(yīng)用于差動(dòng)保護(hù)中能夠大 大提高換流變壓器差動(dòng)保護(hù)靈敏度。


圖1為特高壓直流換流變壓器接線圖；圖2為換流變閥組星形繞組側(cè)距中性點(diǎn)10%處繞組接地故障時(shí)IA-IYA波形圖；圖3為換流變閥組星形繞組側(cè)距中性點(diǎn)10%處繞組接地故障時(shí)IA-IYOA波形圖；圖4為換流變閥組星形繞組側(cè)距中性點(diǎn)1 %處繞組接地故障時(shí)IA-IYA波形圖；圖5為換流變閥組星形繞組側(cè)距中性點(diǎn)1 %處繞組接地故障時(shí)IA-IYOA波形圖；圖1-圖5中IA、IB、IC為換流變壓器交流側(cè)A，B, C三相電流；IYA、IYB, IYC為 換流變壓器閥側(cè)星形繞組A，B，C三相出口電流；IYOA為換流變壓器閥側(cè)星形繞組A相中性 點(diǎn)側(cè)電流。
具體實(shí)施例方式采用本發(fā)明方法的繼電保護(hù)裝置，采集換流變壓器交流側(cè)三相電流，和換流變閥 組側(cè)三相繞組出口電流和中性點(diǎn)電流，進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)計(jì)算，差動(dòng)保護(hù)計(jì)算公為式1 Idiff > K*Ires+Istart式 2其中Idiff是換流變壓器各相的差動(dòng)電流；Ires是換流變壓器對(duì)應(yīng)相的制動(dòng)電流；K為比例制動(dòng)系數(shù)，取0. 5 ；Istart為啟動(dòng)電流，取0. 3Ie, Ie為換流變的計(jì)算額定電流；以A相為例，給出A相差動(dòng)電流計(jì)算公式，即式2，和A相制動(dòng)電流的計(jì)算公式，即 式4:IdiffA = IIA- (ΙΥΑ+ΙΥ0Α) /2 |式 3IresA = (|IA| +1 (ΙΥΑ+ΙΥ0Α)/2|)/2式 4
其中IdiffA為換流變壓器A相差動(dòng)電流；Ires是換流變壓器A相的制動(dòng)電流IA為換流變壓器交流側(cè)A相電流；IYA為換流變壓器閥側(cè)A相繞組出口電流；IYOA為換流變壓器閥側(cè)A相繞組中性點(diǎn)側(cè)電流。為了驗(yàn)證本發(fā)明的可行性，利用實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)進(jìn)行仿真，圖2、圖3、圖4和圖5 中為換流變壓器閥側(cè)星形繞組不同位置發(fā)生單相接地故障時(shí)差動(dòng)電流大小，根據(jù)波形觀察 可知越靠近中性點(diǎn)位置發(fā)生接地故障，IIA-IYOAI的電流就越大于IIA-IYAI，而在靠近中 性點(diǎn)處的接地故障時(shí)，IlA-IYAl幾乎為零，采用IlA-IYAl進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)靈敏度顯然不 夠，而采用|IA-(IYA+IY0A)/2|能夠保證差動(dòng)保護(hù)的靈敏度。
權(quán)利要求
1.特高壓直流換流變壓器差動(dòng)保護(hù)的方法，其特征在于在換流變壓器閥側(cè)星形繞組 每相首、末端電流之和的一半與交流側(cè)對(duì)應(yīng)相電流之間的差作為差動(dòng)電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特高壓直流換流變壓器差動(dòng)保護(hù)的方法，其特征在于換流 變壓器閥側(cè)星形繞組每相首末端電流之和的一半與交流側(cè)對(duì)應(yīng)相電流之間的差值作為差 動(dòng)電流；差動(dòng)保護(hù)的計(jì)算公式為式1 Idiff > K* Ires+Istart式 1其中Idiff是換流變壓器各相的差動(dòng)電流； Ires是換流變壓器對(duì)應(yīng)相的制動(dòng)電流； K為比例制動(dòng)系數(shù)； Istart為啟動(dòng)電流；以A相為例，給出A相差動(dòng)電流計(jì)算公式，即式2，和A相制動(dòng)電流的計(jì)算公式，即式3 IdiffA = IIA- (ΙΥΑ+ΙΥ0Α)/2| 式 2 IresA = (|IA| +1 (ΙΥΑ+ΙΥ0Α)/2|)/2 式 3 其中IdiffA為換流變壓器A相差動(dòng)電流；Ires是換流變壓器A相的制動(dòng)電流IA為換流變壓器交流側(cè)A相電流；IYA為換流變壓器閥側(cè)A相繞組出口電流；IYOA為換流變壓器閥側(cè)A相繞組中性點(diǎn)側(cè)電流。
3.如權(quán)利要求2所述的特高壓直流換流變壓器差動(dòng)保護(hù)的方法，其特征在于K的典型 值取0. 5 ； I start的取值范圍為0. 2 0. 5Ie, Ie為換流變的計(jì)算額定電流。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種特高壓直流換流變壓器差動(dòng)保護(hù)的方法，在特高壓直流解鎖后，A，B，C三相通過換流閥交替接地，在換流變壓器閥側(cè)區(qū)內(nèi)不同位置發(fā)生接地故障時(shí)，采用換流變壓器閥側(cè)星形繞組每項(xiàng)首末兩端電流之和的一半與交流側(cè)相電流之間的差作為差動(dòng)電流。差動(dòng)保護(hù)的計(jì)算公式為下式Idiff＞K＊Ires+Istart其中Idiff是換流變壓器各相的差動(dòng)電流；Ires是換流變壓器對(duì)應(yīng)相的制動(dòng)電流；K為比例制動(dòng)系數(shù)；Istart為啟動(dòng)電流；本發(fā)明可以提高特高壓直流輸電換流變差動(dòng)保護(hù)的靈敏度。
文檔編號(hào)H02H7/045GK102088179SQ20091023269
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者盧宇, 張建鋒 申請(qǐng)人:南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司, 南京南瑞繼保電氣有限公司