专利名称：特高压直流换流变压器差动保护的方法
技术领域：
本发明涉及一种特高压直流换流变压器差动保护的方法，尤其是得到差动电流判 据的方法和采用该方法的继电保护装置。
背景技术：
在电力系统中，经常使用的电流差动保护是根据流入和流出被保护元件的电流的 差的大小为判据构成的一种继电保护，由于它具有灵敏、易实现等特点，一般作为被保护元 件的主保护，用于保护特高压直流换流变压器。电流差动保护的误动和拒动容易造成特高 压直流停运或者设备损坏，带来巨大的经济损失。目前，特高压直流换流变压器与常规变压器差动电流计算方法类似，一般采用换 流变压器阀侧出口互感器TA与交流侧互感器TA作差，以A相差动保护为例，计算公式如 下IdiffA= IlA-IYA式 1式中=IdiffA为换流变A相差动电流；IA为换流变压器交流侧A相电流；IYA为换流变压器阀侧A相绕组出口电流。在实际的特高压直流输电系统中，换流变压器阀侧系统均采用不接地系统配置， 在直流系统未解锁时(指控制系统的触发脉冲未作用于换流阀，阀组没有导通)，换流变压 器为阀侧不接地运行方式，此时换流变阀侧区内发生单相接地故障时，并无故障电流；在直 流系统运行过程中，换流变压器阀侧三相通过换流阀的交替导通与大地连通，此时如果换 流变阀侧区内发生单相接地故障，将出现故障电流，但故障电流随着换流阀的交替导通而 不断变化，采用公式1计算方法的差动保护在某些范围发生单相接地故障时灵敏度不够， 容易导致保护拒动。例如在换流变压器阀侧距中性点处发生单相接地故障时，差动电 流几乎为零。
发明内容
本发明的目的是提出一种特高压直流换流变压器差动保护计算差动电流的方 法，在换流变压器阀侧区内发生单相接地故障时，能提高换流变压器差动保护灵敏度。本发明的技术方案是一种特高压直流换流变压器差动保护的方法，其特征在 于换流变压器阀侧星形绕组每相首、末端电流之和的一半与交流侧对应相电流之间的 差作为差动电流。本发明是针对特高压直流输电系统换流变压器阀侧不接地的接线形式， 在特高压直流解锁后，A，B，C三相通过换流阀交替接地，在换流变压器阀侧区内不同位置发 生接地故障时，采用换流变压器阀侧星形绕组每项首末两端电流之和的一半与交流侧相电 流之间的差作为差动电流。根据上述差动电流的换流变压器的差动保护方法，差动保护的计算公式为式2 Idiff > K*Ires+Istart式 2
其中Idiff是换流变压器各相的差动电流；Ires是换流变压器对应相的制动电流；K为比例制动系数，典型值取0. 5 ；Istart为启动电流，取值范围为0. 2 0. 5Ie, Ie为换流变的计算额定电流；以A相为例，给出A相差动电流计算公式，即式3，和A相制动电流的计算公式，即 式4:IdiffA = IIA- (ΙΥΑ+ΙΥ0Α) /2式 3IresA = (|IA| +1 (ΙΥΑ+ΙΥ0Α)/2|)/2式 4其中=IdiffA为换流变压器A相差动电流；Ires是换流变压器A相的制动电流IA为换流变压器交流侧A相电流；IYA为换流变压器阀侧A相绕组出口电流；IYOA为换流变压器阀侧A相绕组中性点侧电流。本发明的有益效果采用本发明的方法计算差动电流并应用于差动保护中能够大 大提高换流变压器差动保护灵敏度。
图1为特高压直流换流变压器接线图；图2为换流变阀组星形绕组侧距中性点10%处绕组接地故障时IA-IYA波形图；图3为换流变阀组星形绕组侧距中性点10%处绕组接地故障时IA-IYOA波形图；图4为换流变阀组星形绕组侧距中性点1 %处绕组接地故障时IA-IYA波形图；图5为换流变阀组星形绕组侧距中性点1 %处绕组接地故障时IA-IYOA波形图；图1-图5中IA、IB、IC为换流变压器交流侧A，B, C三相电流；IYA、IYB, IYC为 换流变压器阀侧星形绕组A，B，C三相出口电流；IYOA为换流变压器阀侧星形绕组A相中性 点侧电流。
具体实施例方式采用本发明方法的继电保护装置，采集换流变压器交流侧三相电流，和换流变阀 组侧三相绕组出口电流和中性点电流，进行差动保护计算，差动保护计算公为式1 Idiff > K*Ires+Istart式 2其中Idiff是换流变压器各相的差动电流；Ires是换流变压器对应相的制动电流；K为比例制动系数，取0. 5 ；Istart为启动电流，取0. 3Ie, Ie为换流变的计算额定电流；以A相为例，给出A相差动电流计算公式，即式2，和A相制动电流的计算公式，即 式4:IdiffA = IIA- (ΙΥΑ+ΙΥ0Α) /2 |式 3IresA = (|IA| +1 (ΙΥΑ+ΙΥ0Α)/2|)/2式 4
其中IdiffA为换流变压器A相差动电流；Ires是换流变压器A相的制动电流IA为换流变压器交流侧A相电流；IYA为换流变压器阀侧A相绕组出口电流；IYOA为换流变压器阀侧A相绕组中性点侧电流。为了验证本发明的可行性，利用实时数字仿真系统进行仿真，图2、图3、图4和图5 中为换流变压器阀侧星形绕组不同位置发生单相接地故障时差动电流大小，根据波形观察 可知越靠近中性点位置发生接地故障，IIA-IYOAI的电流就越大于IIA-IYAI，而在靠近中 性点处的接地故障时，IlA-IYAl几乎为零，采用IlA-IYAl进行差动保护灵敏度显然不 够，而采用|IA-(IYA+IY0A)/2|能够保证差动保护的灵敏度。
权利要求
1.特高压直流换流变压器差动保护的方法，其特征在于在换流变压器阀侧星形绕组 每相首、末端电流之和的一半与交流侧对应相电流之间的差作为差动电流。
2.根据权利要求1所述的特高压直流换流变压器差动保护的方法，其特征在于换流 变压器阀侧星形绕组每相首末端电流之和的一半与交流侧对应相电流之间的差值作为差 动电流；差动保护的计算公式为式1 Idiff > K* Ires+Istart式 1其中Idiff是换流变压器各相的差动电流； Ires是换流变压器对应相的制动电流； K为比例制动系数； Istart为启动电流；以A相为例，给出A相差动电流计算公式，即式2，和A相制动电流的计算公式，即式3 IdiffA = IIA- (ΙΥΑ+ΙΥ0Α)/2| 式 2 IresA = (|IA| +1 (ΙΥΑ+ΙΥ0Α)/2|)/2 式 3 其中IdiffA为换流变压器A相差动电流；Ires是换流变压器A相的制动电流IA为换流变压器交流侧A相电流；IYA为换流变压器阀侧A相绕组出口电流；IYOA为换流变压器阀侧A相绕组中性点侧电流。
3.如权利要求2所述的特高压直流换流变压器差动保护的方法，其特征在于K的典型 值取0. 5 ； I start的取值范围为0. 2 0. 5Ie, Ie为换流变的计算额定电流。
全文摘要
本发明公开了一种特高压直流换流变压器差动保护的方法，在特高压直流解锁后，A，B，C三相通过换流阀交替接地，在换流变压器阀侧区内不同位置发生接地故障时，采用换流变压器阀侧星形绕组每项首末两端电流之和的一半与交流侧相电流之间的差作为差动电流。差动保护的计算公式为下式Idiff＞K＊Ires+Istart其中Idiff是换流变压器各相的差动电流；Ires是换流变压器对应相的制动电流；K为比例制动系数；Istart为启动电流；本发明可以提高特高压直流输电换流变差动保护的灵敏度。
文档编号H02H7/045GK102088179SQ20091023269
公开日2011年6月8日 申请日期2009年12月4日 优先权日2009年12月4日
发明者卢宇, 张建锋 申请人:南京南瑞继保工程技术有限公司, 南京南瑞继保电气有限公司