本發(fā)明涉及繼電保護(hù)領(lǐng)域，特別是一種負(fù)荷變壓器差動(dòng)速斷保護(hù)方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，一般的比率差動(dòng)可能會(huì)因?yàn)殡娏骰ジ衅黠柡统霈F(xiàn)諧波，而被二次諧波或者間斷角判據(jù)誤判為勵(lì)磁涌流從而閉鎖。針對(duì)此原因，設(shè)置了變壓器差動(dòng)電流速斷保護(hù)，一般不加電流互感器飽和閉鎖邏輯，因?yàn)樵黾与娏骰ジ衅黠柡蜋z測(cè)會(huì)增加差流速斷保護(hù)的動(dòng)作延時(shí)。當(dāng)變壓器區(qū)內(nèi)嚴(yán)重故障時(shí)，差流速斷保護(hù)動(dòng)作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能會(huì)嚴(yán)重?fù)p害變壓器。

高壓廠用變壓器等負(fù)荷變壓器低壓側(cè)電流互感器一般要求安裝在斷路器屏內(nèi)，由于安裝位置的限制，一般選用小容量的P級(jí)電流互感器。當(dāng)發(fā)生變壓器區(qū)外嚴(yán)重短路故障時(shí)，由于小容量的P級(jí)電流互感器承受的短路電流水平低且剩磁較嚴(yán)重，故而很容易深度飽和，從而引起差動(dòng)電流速斷誤動(dòng)。定值按躲過(guò)區(qū)外故障時(shí)的不平衡電流和變壓器空載合閘時(shí)的勵(lì)磁涌流整定，即便整定值達(dá)到7~8倍額定電流，仍然可能誤動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：尋找一種在負(fù)荷變壓器區(qū)外故障電流互感器飽和時(shí)不誤動(dòng)的差動(dòng)差動(dòng)保護(hù)方法。

現(xiàn)有的變壓器差動(dòng)速斷保護(hù)在變壓器低壓側(cè)發(fā)生區(qū)外故障時(shí)之所以會(huì)誤動(dòng)，一是為了在區(qū)內(nèi)嚴(yán)重故障時(shí)快速動(dòng)作而采用半波積分算法計(jì)算差流，但是在區(qū)外故障低壓側(cè)電流互感器飽和時(shí)算得的差流同樣偏大；二是差流速斷因?yàn)闆](méi)有閉鎖判據(jù)。

本發(fā)明一種負(fù)荷變壓器差動(dòng)速斷保護(hù)方法由采用低定值差動(dòng)速斷保護(hù)和采用高定值差動(dòng)速斷保護(hù)組成。高定值差動(dòng)速斷保護(hù)在區(qū)內(nèi)特嚴(yán)重故障、區(qū)內(nèi)外同時(shí)發(fā)生嚴(yán)重及區(qū)外故障轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)特嚴(yán)重故障時(shí)直接出口跳閘。低定值差動(dòng)速斷保護(hù)經(jīng)基于半波積分算法的快速時(shí)差法閉鎖，在區(qū)外故障電流互感器飽和時(shí)能閉鎖該保護(hù)，在區(qū)內(nèi)嚴(yán)重故障時(shí)可以快速出口。

參照?qǐng)D1，一種負(fù)荷變壓器差動(dòng)速斷保護(hù)方法的特征在于：該方法由與門(mén)G1、與門(mén)G2、延時(shí)元件T3、或非門(mén)組成的SR鎖存器G4、與門(mén)G5、或門(mén)G6組成。當(dāng)制動(dòng)電流Irhalf小于定值Irset1，且差動(dòng)電流小于定值Idth（按躲不平衡電流整定）時(shí)與門(mén)G1輸出為高電平。差動(dòng)電流小于定值Idth，且制動(dòng)電流Irhalf大于定值Irset2（大于Irset1）時(shí)與門(mén)G2輸出為高電平。與門(mén)G2輸出的信號(hào)經(jīng)延時(shí)元件T3（1.5ms動(dòng)作，0ms返回）后，和與門(mén)G1輸出信號(hào)經(jīng)或非門(mén)組成的SR鎖存器后經(jīng)反相端輸出進(jìn)入與門(mén)G5閉鎖低定值差動(dòng)元件。低定值差動(dòng)速斷元件（差流Idhalf大于低定值Idset1）和SR鎖存器G4輸出信號(hào)經(jīng)與門(mén)G5后輸出。與門(mén)G5輸出信號(hào)與高定值差動(dòng)速斷元件（差流Idhalf大于低定值Idset2）經(jīng)或門(mén)G6后輸出，成為本發(fā)明差動(dòng)速斷保護(hù)的輸出。

進(jìn)一步作為優(yōu)選方案：圖1中所有的電氣量都按照半波積分方法計(jì)算。Idhalf > Idset1中的定值Idset1按照躲過(guò)不平衡電流及空載合閘時(shí)的勵(lì)磁涌流進(jìn)行整定，即和現(xiàn)有的差流速斷的定值相似。Idhalf > Idset2中的定值Idset2按照躲過(guò)圖2所示的變壓器低壓側(cè)靠近變壓器處F1處的區(qū)外故障時(shí)不計(jì)低壓側(cè)電流互感器電流時(shí)的差流進(jìn)行整定。當(dāng)發(fā)生變壓器區(qū)外F1處發(fā)生短路故障且電流互感器2飽和時(shí)，由于電流互感器的飽和有一個(gè)過(guò)程，一般是5ms左右，更短的在3ms左右，所以差流要比制動(dòng)電流晚出現(xiàn)3~5ms，此時(shí)與門(mén)G2輸出為高電平，且經(jīng)延時(shí)元件T3輸出為高電平，與門(mén)G1輸出為低電平，SR鎖存器的反相端輸出為低電平，從而閉鎖住低定值差動(dòng)速斷保護(hù)。當(dāng)故障被切除或者正常運(yùn)行時(shí)與門(mén)G1輸出為低電平為高電平，SR鎖存器的反相端輸出為高電平，不能閉鎖低定值差動(dòng)速斷保護(hù)。當(dāng)發(fā)生變壓器區(qū)內(nèi)F2處故障時(shí)，因?yàn)椴盍骱椭苿?dòng)電流同時(shí)出現(xiàn)，所以與門(mén)G2輸出為低電平，經(jīng)延時(shí)元件T3輸出為低電平，與門(mén)G1輸出為低電平，SR鎖存器的反相端輸出端保持正常運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)，即輸出為高電平，從而允許低定值差動(dòng)速斷保護(hù)快速出口。當(dāng)發(fā)生變壓器區(qū)外故障變壓器低壓側(cè)電流互感器飽和時(shí)，低電流差動(dòng)保護(hù)被閉鎖，若此后轉(zhuǎn)換為區(qū)內(nèi)嚴(yán)重短路故障，則靠高定值差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作切除故障。

同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：負(fù)荷變壓器發(fā)生區(qū)外發(fā)生嚴(yán)重時(shí)差動(dòng)速斷保護(hù)不誤動(dòng)；發(fā)生區(qū)外故障轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)特嚴(yán)重故障時(shí)直接出口跳閘。

附圖說(shuō)明

圖1 本發(fā)明負(fù)荷變壓器差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作邏輯框圖

圖2 負(fù)荷變壓器故障示意圖

圖3 負(fù)荷變壓器區(qū)外故障時(shí)高低壓側(cè)二次電流

圖4 本發(fā)明方法計(jì)算出的差流制動(dòng)電流對(duì)比圖

圖5 本發(fā)明方法計(jì)算出的差流制動(dòng)電流對(duì)比局部放大圖

圖6 負(fù)荷變壓器區(qū)外故障時(shí)高壓側(cè)電流半波積分值。

具體實(shí)施

某高壓廠用變低壓側(cè)發(fā)生嚴(yán)重區(qū)外故障時(shí)其高低壓側(cè)二次電流如圖3，從圖可以看出低壓側(cè)電流互感器嚴(yán)重飽和，線(xiàn)性傳變區(qū)約為4.5ms。該負(fù)荷變壓器參數(shù)：容量20MVA，高壓側(cè)13.8kV，低壓側(cè)6.3kV，阻抗比10.5%，YY0接線(xiàn)。高壓側(cè)電流互感器變比為1500:5，低壓側(cè)電流互感器變比為600:5。

將高壓側(cè)電流和低壓側(cè)電流按變比折算相加后再按半波積分算法計(jì)算出差流，將折算至高壓側(cè)的高壓側(cè)電流、低壓側(cè)電流分別進(jìn)行半波積分算法計(jì)算（由于這里均為常規(guī)計(jì)算，不再單列公式）并將結(jié)果相加得到制動(dòng)電流。差動(dòng)電流小于定值Idth（圖中稱(chēng)為差流閾值）取0.3Ie（Ie為額定電流），制動(dòng)電流定值Irset2（圖中稱(chēng)為制動(dòng)電流閾值）取2.4Ie，Irset1取2.2Ie。結(jié)果如圖4所示。從該圖可以發(fā)現(xiàn)該區(qū)外故障時(shí)短路的差動(dòng)電流最大值已經(jīng)達(dá)到17倍Ie，現(xiàn)有的變壓器差動(dòng)速斷保護(hù)將誤動(dòng)。將圖4進(jìn)行局部放大，如圖5所示，從圖可見(jiàn)，此時(shí)制動(dòng)電流比差流提前2.5ms，從而可靠閉鎖住低定值差動(dòng)速斷保護(hù)。從圖6可見(jiàn)，高壓側(cè)電流經(jīng)半波積分計(jì)算后最大值達(dá)到17倍Ie，從而高定值差動(dòng)速斷定值可取18Ie，避免高定值差動(dòng)速斷誤動(dòng)。