變壓器零序方向過(guò)流保護(hù)

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1、零序方向過(guò)流保護(hù)小結(jié)變壓器高壓側(cè)（110kV及以上）及中壓側(cè)一般為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)(又稱(chēng)大接地電流系統(tǒng)),當(dāng)發(fā)生接地短路時(shí),將出現(xiàn)很大的零序電流,對(duì)變壓器的電氣性能產(chǎn)生極大的危害,因此必須配備接地短路保護(hù)。變壓器單相接地短路的主保護(hù)為比率制動(dòng)式差動(dòng)或零序差動(dòng)，同時(shí)應(yīng)裝設(shè)后備保護(hù)，作為變壓器高壓繞組和相鄰元件接地故障的后備。一、變壓器接地后備保護(hù)概述變壓器因其絕緣水平和接地方式的不同，所配置的接地短路后備保護(hù)也不同。對(duì)于全絕緣變壓器，中性點(diǎn)裝設(shè)接地隔離刀閘和避雷器，隔離刀閘閉合為中性點(diǎn)直接接地方式，隔離刀閘斷開(kāi)為中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式。中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行時(shí)用零序過(guò)流保護(hù)，中性點(diǎn)

2、不接地運(yùn)行時(shí)用零序過(guò)壓保護(hù)。對(duì)于分級(jí)絕緣變壓器，若其中性點(diǎn)絕緣水平低，中性點(diǎn)必須直接接地，若其中性點(diǎn)絕緣水平較高，則中性點(diǎn)可以直接接地，也可在系統(tǒng)不失去接地點(diǎn)的情況下不接地運(yùn)行，其大多裝設(shè)放電間隙。在220kV系統(tǒng)中的變壓器，他們的中性點(diǎn)僅部分接地，另一部分不接地。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)應(yīng)先跳開(kāi)不接地變壓器，然后跳開(kāi)接地變壓器。因此，這類(lèi)變壓器接地后備保護(hù)的配置需要考慮該變壓器中性點(diǎn)在系統(tǒng)中的接地情況。對(duì)于中性點(diǎn)未裝設(shè)放電間隙的分級(jí)絕緣變壓器，若其中性點(diǎn)直接接地，則用零序過(guò)流保護(hù)，若其中性點(diǎn)不接地，則用零序聯(lián)跳保護(hù)。對(duì)于中性點(diǎn)裝設(shè)放電間隙的分級(jí)絕緣變壓器，中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行時(shí)用零序

3、過(guò)流保護(hù)，中性點(diǎn)不接地時(shí)用間隙零序保護(hù)。綜上所述，中性點(diǎn)直接接地變壓器的接地故障后備保護(hù)無(wú)一例外地采用零序過(guò)流保護(hù)，對(duì)高中壓側(cè)中性點(diǎn)均直接接地的自耦變和三繞組變壓器，當(dāng)有選擇性要求時(shí)，應(yīng)增設(shè)零序方向元件。二、零序方向過(guò)流保護(hù)邏輯零序方向過(guò)流保護(hù)一般由“零序過(guò)流元件”和“零序方向元件”相與構(gòu)成，如果帶零序電壓閉鎖，則由“零序過(guò)流元件”、“零序方向元件”和“零序電壓閉鎖元件”相與構(gòu)成。其邏輯圖如圖1所示。圖1零序方向過(guò)流保護(hù)邏輯框圖零序電壓閉鎖元件的零序電壓取自TV開(kāi)口三角。零序過(guò)流元件的零序電流可以自產(chǎn)，也可取自中性點(diǎn)零序TA。零序方向元件的方向電壓，可以取開(kāi)口三角電壓，也可以

4、取自產(chǎn)，但方向電流必須取自產(chǎn)，而不能取中性點(diǎn)專(zhuān)用零序TA的電流。其原因在于，中性點(diǎn)零序電流對(duì)方向沒(méi)有選擇性。所有文檔僅限該課題研發(fā)設(shè)計(jì)員參閱,外部人員參閱請(qǐng)到科研處索取.機(jī)密:C如圖2所示系統(tǒng)，變壓器T1和T2經(jīng)過(guò)線(xiàn)路L相連，TA0為變壓器T1中性點(diǎn)零序TA，TA1為變壓器T1端口TA，M1為端口母線(xiàn)。以變壓器T1為例，討論零序方向元件。零序方向過(guò)流保護(hù)作為變壓器的后備保護(hù)，則d1(變壓器內(nèi)部)和d2(線(xiàn)路側(cè))點(diǎn)分別為正方向和反方向的接地點(diǎn)。對(duì)于零序電流正方向的定義，如果三相TA極性端靠近母線(xiàn)，如圖5所示，以母線(xiàn)流向變壓器為正。無(wú)論是正方向還是反方向發(fā)生接地短路，接地點(diǎn)零序電

5、壓最大，變壓器中性點(diǎn)零序電壓最低，零序電流由接地點(diǎn)流向變壓器中性點(diǎn)。作單相接地時(shí)的零序網(wǎng)絡(luò)，在圖3、4中，U0為接地點(diǎn)的零序電壓，也是保護(hù)裝置采到的零序電壓；I0為保護(hù)裝置采到的零序電流；忽略電阻后，XL為線(xiàn)路的零序電抗，XT1和XT2分別為變壓器T1和T2的零序電抗。TA0在正反方向接地短路時(shí)濾取到的零序電流為I01。TA1在正方向接地短路時(shí)自產(chǎn)得到的零序電流為I02，在反方向接地短路時(shí)自產(chǎn)零序電流為I01。在圖3中，接地點(diǎn)d1將變壓器繞組等效分為aXT1和(1-a)XT1。圖2發(fā)生接地的系統(tǒng)示意圖(a)零序網(wǎng)絡(luò)(b)零序電流電壓向量圖圖3正方向發(fā)生接地時(shí)的零序網(wǎng)絡(luò)示意圖(

6、a)零序網(wǎng)絡(luò)(b)零序電流電壓向量圖所有文檔僅限該課題研發(fā)設(shè)計(jì)員參閱,外部人員參閱請(qǐng)到科研處索取.機(jī)密:C圖4反方向發(fā)生接地時(shí)的零序網(wǎng)絡(luò)示意圖由圖3，4可得，無(wú)論是正方向（d1點(diǎn)）還是反方向（d2點(diǎn)）發(fā)生接地故障，流過(guò)TA0的零序電流方向始終為由接地點(diǎn)流向變壓器中性點(diǎn)，其方向并不改變。而方向電流由TA1自產(chǎn)時(shí)，若正方向發(fā)生接地故障，接地點(diǎn)d1零序電壓最大，零序源在變壓器內(nèi)部，零序電流的方向由變壓器流向母線(xiàn)；若反方向發(fā)生接地故障，接地點(diǎn)d2零序電壓最大，零序源在變壓器外部，零序電流的方向由母線(xiàn)流向變壓器；因此，只有自產(chǎn)零序電流，才能區(qū)分是正方向還是反方向發(fā)生接地故障，才能保證零

7、序方向元件動(dòng)作的選擇性。零序方向元件的最大靈敏角與接地零序網(wǎng)絡(luò)有關(guān)，零序電壓和零序電流按圖5所示的極性接線(xiàn)時(shí)，當(dāng)方向指向母線(xiàn)時(shí)，最大靈敏角為70?～85?，軟件固定為70?；當(dāng)方向指向變壓器時(shí)，最大靈敏角為-95?～-110?，軟件固定為-110?。當(dāng)零序方向元件的方向電壓取自產(chǎn)時(shí)，如果發(fā)生TV斷線(xiàn)，則方向電壓濾取到一個(gè)“虛假”的零序電壓，可能導(dǎo)致零序方向元件誤動(dòng)。對(duì)這個(gè)問(wèn)題的處理有兩種方式：一是將方向電壓切換至TV開(kāi)口三角，二是將零序方向元件退出。前者的處理方式不影響零序方向元件的功能，但要求用戶(hù)必須