自适应特高压调压变压器档位调节的差动电流计算方法
【专利摘要】本发明提供一种自适应特高压调压变压器档位调节的差动电流计算方法，基于特高压变压器特有的电气结构，通过间接计算的方法获得调压变压器实时运行的档位信息，并引入调压变压器差动保护中，准确可靠地修正差动电流。本发明解决了特高压变压器在现场实际工程中无法获取实时档位信息和由调压变压器的调压范围很大造成不同档位下引入保护装置中差动电流差异较大的问题，提升了调压变压器区内故障时差动保护的灵敏度，不仅解决了实际工程难题，也在提高特高压调压变压器差动保护的可靠性、确保其准确可靠动作等方面具有实际意义。
【专利说明】自适应特高压调压变压器档位调节的差动电流计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统继电保护【技术领域】，特别设及一种自适应特高压调压变压器 档位调节的差动电流计算方法。
【背景技术】
[0002] 特高压交流输电正在稳步发展，处于电网科技发展的前沿，具有不可忽视的先进 性。特高压变压器作为lOOOkV特高压交流输电的核屯、电气设备，它的运行情况直接关系到 整个电网的安全稳定，因此需要对特高压变压器主保护的可靠性提出很高的要求。lOOOkV 特高压变压器由主体变压器和调压补偿变压器两部分组成。调压补偿变压器又分别由独立 的调压变压器和补偿变压器组成，主变压器高、中、低压侧绕组接线方式为化、化、dll,额定 容量为 1000/1000/334MVA，额定电压为 1050/^ :52〇A/ii ±4XL巧％:110kV，采用中性 点无励磁调压方式，即，特高压调压变压器设置9个档位，正负调压各4档，调压变压器电压 1档正向最大，9档反向最大。特高压变压器与传统变压器结构有很大区别，主要体现在：特 高压变压器不再利用主变绕组进行有载调压，而单独设置外接调压变压器，采用分体调压 方式；同时，设置了补偿绕组，实现低压绕组电压补偿功能，W减小调压过程引起的低压绕 组电压波动情况。由于主变差动保护灵敏度不足，调压变压器和补偿变压器均分别配置了 独立的差动保护，W保证在发生内部故障时保护装置能准确迅速切除故障。特高压变压器 的差动保护配置情况较为复杂。
[0003] 特高压变压器安装电流互感器后，其变比等参数是固定不可变的（根据图1，计算 调压变压器差动电流时需要获取TA4、TA5、TA6的变比）。由于特高压调压变压器的调压范 围是-100% Uw.Kegu?+100% Uw.Kegu扣W.Kegu是调压变压器原边额定电压），其电压调节范围 大，即调压变压器原副边变比的变化范围很大；又由于电流互感器变比固定，导致在不同档 位下，由变比不一致引起的差动电流变化范围很大。现阶段采用的补偿由变比不一致产生 的不平衡电流的方法是，选取固定的变压器变比K，计算平衡系数，对差动电流进行补偿。但 在特高压调压变压器差动保护中，调档造成的调压变实际变比大范围变化，即调压变实际 变比和电流互感器变比差异很大，若采用固定变比，则计算的差流与实际差流相差很大。值 得注意的是，现场实际工程中是无法获取实时档位信息的，即差动保护动作启动电流整定 时，需要躲过所有档位情况下由于变比不一致问题产生的最大不平衡电流。目前采用的固 定变比修正差动电流，得到的差流仍不能反映各档位下的准确差流，该降低了调压变区内 故障时差动保护的灵敏度；另一方面，在正常运行和区外故障时，采用固定变比对不平衡电 流进行补偿，差动电流的数值也不为零，是一个较大的数值，会影响差动保护动作的准确性 和可靠性。因此，需要找到一种能够获取特高压调压变压器实际运行变比的方法；同时，找 到一种在不同档位运行情况下能够自适应调节地引入保护装置中差动电流的方法。
【发明内容】
[0004] 本发明是针对特高压变压器在现场实际工程中无法获取实时档位信息的问题，提 出一种能够获取特高压调压变压器实际运行变比且能够自适应调节地引入保护装置中差 动电流的方法。
[0005] 特高压调压变压器由S个独立的单相变压器组成，采用Y/A的绕组接线方式，特 高压调压变差动电流的计算和普通双绕组变压器相同；又因为电流互感器TA5安装于A侧 绕组的内部，原副边的电流不存在相位差，因此无需进行相位补偿。
[0006] 本发明自适应特高压调压变压器档位调节的差动电流计算方法，其特征在于，包 括W下步骤：
[0007] (1)根据如图1所示的特高压调压变压器的电气结构和相关参数，由母线处安装 的电压互感器测得500kV侧相电压和1 lOkV侧相电压Um和U ^主变压器公共绕组和低压绕 组的变比为K2,补偿变压器原副边绕组的变比为Ke。。。，K2和K。胃由特高压变压器相关参数 520… 决定，为常数；K2可由中压侧额定电压和低压侧额定电压llOkV的比值得到化= 2. 7293) 可由补偿变压器原边额定电压30022V和补偿变压器副边额定电压5400V的 比值得到化CDmp= 5. 5596)。
[000引 （2)设调压变压器原边绕组的端口电压为Ucegu，补偿变压器原边绕组与调压变压 器原边绕组并联，则补偿变压器原边绕组电压也为Ucwu，其中Ucwu= Ul ?而2。,。;主变压器的 低压绕组与补偿变压器副边绕组的串联回路与调压变压器副边绕组并联，调压变压器副边 绕组电压为％，得到W下电压关系式：
[0009]
【权利要求】
1. 一种自适应特高压调压变压器档位调节的差动电流计算方法，其特征在于，包括以 下步骤： (1)由特高压变压器母线处安装的电压互感器测得500kV侧相电压和IlOkV侧相电压 的uM和Uu主变压器公共绕组和低压绕组的变比K2，补偿变压器原副边绕组的变比Kqmp; (2) 设定调压变压器原边绕组的端口电压为uKegu，补偿变压器原边绕组与调压变压器 原边绕组并联，则补偿变压器原边绕组电压也为，其中uK_=ι^ΧΚΚ2_;主变压器的低 压绕组与补偿变压器副边绕组的串联回路与调压变压器副边绕组并联，调压变压器副边绕 组电压为％，得到以下电压关系式：
由式（1)得到当前运行情况下调压变压器的实际运行变比心_为：
(3) 由调压变压器的实际运行变比&_计算调压变压器差动保护装置中流过的差动电 流Id:
其中，nTA5为调压变压器副边绕组侧的电流互感器TA5的变比，ηTA6为补偿变压器原边 绕组侧的电流互感器TA6的变比，nTA5、nTA6由TA5、TA6的型号获得；令"则差动电 TM， 流Id表不为：
利用步骤（2)得到的档位信息向调压变压器差动保护装置中引入变比差系数，其计算 公式为：
(4) 由公式（5)得出差动电流修正量，其计算公式为：
根据差动电流修正量得到流入保护装置中的差动电流为：
(5) 采用固定变比Κκ，得到差动电流修正量：
修正后的差动电流为：
(6) 选择调压变压器差动保护启动电流Isrt.min 将调压变压器副边额定电流IN.2折合到电流互感器二次侧的副边额定电流rN.2， /；,=^ --h 设定调压变压器差动保护启动电流为Iset.min= (〇. 2?0. 5)rN.2; 在此基准下利用公式（7)计算出差动电流标么值为：
设定差动保护的启动判据为G(11) 若满足公式（11)，则保护启动；最后输出判断结果。 520 .
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1)中，K2由中压侧额定电压 和低压侧额定电压IlOkV的比值得到，K2= 2. 7293 ;KC(MP由补偿变压器原边额定电压 30022V和补偿变压器副边额定电压5400V的比值得到，Kqmp= 5. 5596。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3)中，nTA5和nTA6为固定常数，nTA5 =4000、nTA6=IOOO0
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤⑶中的I兩12分别表示调压变压 器原边电流和副边电流，
其中，Im、Im、Ita6为从电流互感器TA4、TA5、TA6中获取的二次侧电流值；ηTA4也为固 定常数，nTA4= 2500。
【文档编号】H02H7/045GK104466908SQ201510005189
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2015年1月6日 优先权日:2015年1月6日
【发明者】郑涛, 陆格野, 杨松伟, 陈水耀 申请人:华北电力大学, 国网浙江省电力公司