專利名稱：數(shù)字式變壓器差動保護防止ta二次回路故障誤動作判別程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體地涉及繼電保護的方法。
背景技術(shù)：
電流互感器(TA) 二次回路故障包括二次回路開路和短路兩大類 TA二次回路開路包括A、 B、 C三相中有一相、二相、或者三相全部開路和N相 開路。
TA二次回路短路包括AN、 BN、 CN、 AB、 BC、 CA、 ABC、 ABCN短路。 在數(shù)字式變壓器保護裝置，正常運行情況下，判別TA斷線是通過檢查所有相別的電 流中有一相或者兩相無電流且存在差電流，即判為TA斷線。在有電流突變時，判據(jù)如下-發(fā)生突變后電流減小(而不是增大)；
本側(cè)三相電流中有一相或者兩相無電流，且對側(cè)三相電流無變化。 滿足上述條件時判為TA二次回路斷線，TA二次回路斷線后，發(fā)出告警信號，并可
選擇閉鎖或不閉鎖差動保護出口 。
由此可見，二次回路開路的危害性已經(jīng)引起重視，并且采取了防止差動保護保護裝置
誤動作的措施。
電流互感器二次回路短路對變壓器差動保護的影響
為方便起見，供分析用的變壓器及電流互感器接線示意圖，如圖l所示
假設(shè)變壓器為2繞組變壓器，電壓比為l:l， AllG/All^接線；
變壓器一次側(cè)電流互感器1TA和二次側(cè)電流互感器2TA —次繞組的Pl端子均安裝 在母線側(cè)(P2端子安裝在變壓器側(cè))；
1TA、 2TA二次回路均采用星形接線，并且均將S2端子聯(lián)接成N相；
按照上述接線原則，正常運行和外部故障情況下2TA二次回路電流與1TA二次回路 電流之間存在如下關(guān)系
= _ /M = — /2c = — /1C
正常運行和外部故障情況下2TA 二次回路電流，可以用1TA 二次回路電流表示。2TA 二次回路電流用1TA二次回路電流表示，
正常運行和外部故障情況下，2TA二次回路電流用2TA二次回路電流表示'的等價 電路如圖2所示
常規(guī)的變壓器差動保護TA二次回路采用環(huán)流原理接線，正常運行情況下，二次回路 中發(fā)生CN、 AB相短路時電流分布示意圖如圖3所示 圖3中A、 B、 C為三相差電流繼電器。
由圖3b可見，由于采用環(huán)流原理接線，二次回路中發(fā)生CN相短路時，流入短路點 m的電流為lK;，流出短路點m的電流仍然是lK;，與短路前相同(短路導(dǎo)線mn中無電流 流過)，因此差動保護不可能誤動。但是CN相短路時將C相差電流繼電器C短路，如 果短路點長期存在變壓器差動保護有可能拒動。
同理，二次回路中發(fā)生AN、 BN等單相接地短路時后果與上述相同。
由圖3c可見，由于采用環(huán)流原理接線，二次回路中發(fā)生AB相短路時，流入短路點 m的電流為I1A，流出短路點m的電流仍然是I1A，流入短路點n的電流為I1B，流出短路 點n的電流仍然是Im，與短路前相同(短路導(dǎo)線mn中無電流流過)，因此差動保護不 可能誤動。但是AB相短路時將A、 B相差電流繼電器A、 B短路，如果短路點長期存在 變壓器差動保護有可能拒動。
同理，二次回路中發(fā)生BC、 CA等兩相相間短路時后果與上述相同。
采用環(huán)流原理接線正常運行情況下TA 二次回路中發(fā)生TA斷線時，差電流繼電器中 會流過負(fù)荷電流；由于常規(guī)的變壓器差動保護的定值是按照大于最大穿越性故障電流的 10% (TA10o/。誤差)整定的，差電流定值遠大于最大負(fù)荷電流；因此常規(guī)變壓器差動保護 在TA斷線時不會誤動作，保護裝置內(nèi)設(shè)有TA斷線告警和閉鎖回路，發(fā)生TA斷線時發(fā) 出斷線告警同時閉鎖差動保護。
采用環(huán)流原理接線的TA二次回路中發(fā)生永久性短路故障時，有可能造成拒動，由于 短路電氣量沒有變化，很難下種尋找到告警判據(jù)，這是環(huán)流原理接線的明顯弱點。
數(shù)字式變壓器差動保護裝置TA 二次側(cè)電流分別獨立引入保護裝置，二次回路中沒有 按照環(huán)流原理接線，利用各側(cè)TA 二次電流的數(shù)據(jù)量計算差電流。
其中一組TA二次回路發(fā)生故障，對其它TA電流沒有影響，但是會影響差電流的計 算值。
數(shù)字式變壓器差動保護中，TA 二次回路短路可能引起變壓器差動保護誤動作是數(shù)字 式變壓器差動保護特有的問題，在常規(guī)變壓器差動保護并不存在。
但是，在數(shù)字式變壓器差動保護中，針對TA二次回路短路可能引起變壓器差動保護 誤動作，目前仍然沒有可靠的閉鎖措施，雖然，數(shù)字式變壓器差動保護對電流互感器二次 回路斷線已經(jīng)采取了措施:"本側(cè)三相電流中有一相或者兩相無電流"作為TA斷線判據(jù)，但
是判據(jù)不盡合理。

發(fā)明內(nèi)容
在數(shù)字式變壓器差動保護中，TA二次回路故障可能引起變壓器差動保護誤動作是數(shù) 字式變壓器差動保護特有的問題，在常規(guī)變壓器差動保護并不存在。本發(fā)明提出了一種防 止數(shù)字式變壓器差動保護因TA 二次回路故障造成差動保護誤動的方法
一種數(shù)字式變壓器差動保護防止電流互感器二次回路故障引起差動保護誤動作 的方法，在數(shù)字式變壓器差動保護裝置中，將變壓器各側(cè)電流互感器TA二次側(cè)電流分 別獨立引入保護裝置，利用各側(cè)TA二次電流的數(shù)據(jù)量計算差電流，其特征在于
在正常運行即變壓器接入的一次系統(tǒng)沒有發(fā)生故障的情況下，檢査三相電流中有一相 或者兩相電流下降30%或者以上，且存在差電流，則判斷為本側(cè)電流互感器TA 二次回路故 障；
在有電流突變的前提下，當(dāng)發(fā)生突變后電流減小，本側(cè)三相電流中有一相或兩相電流 下降30%或以上，且其它側(cè)三相電流無變化，則判斷為本側(cè)電流互感器TA 二次回路故障；
在電流突變的前提下，當(dāng)發(fā)生突變后電流增大，則判斷為一次系統(tǒng)故障； 根據(jù)上述判斷方法，當(dāng)判斷電流互感器TA二次回路故障后，發(fā)出告警信號，并選擇
是否閉鎖差動保護出口。
上述方法能有效地判別電流互感器TA是否存在短路或斷路故障，發(fā)出告警信號，選
擇是否閉鎖差動保護出口 ，對于防止數(shù)字式變壓器差動保護因電流互感器故障而誤動。


附圖1為供分析用的變壓器及電流互感器接線示意圖。 附圖2為正常運行和外部故障情況下圖1的等價電路圖。 附圖3為環(huán)流原理接線CN、 AB相短路前后電流分布示意圖。
附圖4為數(shù)字式變壓器差動保護1TA 二次回路中發(fā)生CN、 AB相短路前后電流分布 示意圖。
附圖5為數(shù)字式變壓器差動保護1TA 二次回路中發(fā)生CN、 AB相短路前后電流向量圖。
附圖6為判斷邏輯圖。
具體實施例方式
數(shù)字式變壓器差動保護1TA二次回路中發(fā)生CN、 AB相短路時電流分布示意圖如圖 4所示
圖4中A,、 Bh d為保護裝置中1TA三相電流變量器，A2、 B2、 C2為保護裝置中 2TA三相電流變量器。
數(shù)字式變壓器差動保護1TA 二次回路中發(fā)生CN、 AB相短路時電流向量圖如圖5所
示
由圖4c可見，1TA二次回路中發(fā)生CN相金屬性短路，短路阻抗遠小于變量器回路 阻抗時，C相電流Ic通過短路點m、 n經(jīng)由N相電纜流回TA， C相電流變量器中的電流 由短路前的Ic (正常負(fù)荷電流)下降為零;由圖5b可見，計算所得C相差電流Ica，數(shù)值 上與沒有發(fā)生短路時C相負(fù)荷電流相等。
由于保護裝置中電流變量器回路阻抗極低，C相電流Ic會在被短路電流變量器點中 形成一部分分流，實際計算所得C相差電流Ica，略小于C相負(fù)荷電流。
如果短路發(fā)生時，負(fù)荷電流大于過于差動保護動作門檻值，變壓器差動保護就有誤動 作的可能性。
由圖4d可見，1TA二次回路中發(fā)生AB相短路時，A相電流I,a與A相電流I,b通過 短路點m、 n合并為一個電流-I,c，
當(dāng)電流變量器A^ B,至短路點之間回路阻抗相等時，-Ik:將在変量器A,、 B,中各流一半。
由圖5c可見，當(dāng)電流變量器A,、 B,至短路點之間回路阻抗相等時，計算所得A相差 電流UcL、 B相差電流lBcx數(shù)值上是沒有發(fā)生短路時負(fù)荷電流的0.866倍。如果短路發(fā)生 時，負(fù)荷電流大于差動保護動作門檻值的1.15倍，變壓器差動保護就有誤動作的可能性。
當(dāng)電流變量器A^ B,至短路點之間回路阻抗不相等，變量器A" B!中必然有一個大 于二分之一-I,c，必然有一相計算所得差電流數(shù)值上大于負(fù)荷電流的0.866倍，更容易引 起誤動作。
顯然，TA二次回路發(fā)生一相、兩相斷線時，計算所得差電流與負(fù)荷電流相等。 數(shù)字式變壓器差動保護TA 二次回路故障的特點
TA二次回路短路可能引起變壓器差動保護誤動作是數(shù)字式變壓器差動保護特有的問 題，在常規(guī)變壓器差動保護并不存在。
與正常運行負(fù)荷電流相比較，TA二次回路故障，故障相電流只可能下降，不可能上升。
TA二次回路故障，故障相電流未必下降為零，理由如下
TA 二次回路發(fā)生兩相短路時從數(shù)值上講，故障相電流變量器中的電流下降到負(fù)荷電 流的50%左右，根本不會下降為零。
TA 二次回路發(fā)生單相接地短路時從數(shù)值上講，由于故障相電流變量器中存在分流， 電流也不會完全下降為零。
由電流聯(lián)片接觸不良引起的TA二次回路半開路狀態(tài)下，故障相電流可能下降，但是 不會完全下降為零。
因此，將"本側(cè)三相電流中有一相或者兩相無電流"作為TA斷線判據(jù)之一是不合理的。 圖6示出了本發(fā)明所提出的TA故障的正確判據(jù)
數(shù)字式變壓器保護裝置，正常運行(變壓器接入的的一次系統(tǒng)中沒有發(fā)生故障)情況 下，判別TA 二次回路故障是通過檢査所有相別的電流中有一相或者兩相電流下降30%或 者以上，且存在差電流，即判為TA二次回路故障。在有電流突變的前提下 發(fā)生突變后電流減小而不是增大，一次系統(tǒng)有故障至少有一相電流會增大； 本側(cè)三相電流中有一相或者兩相電流下降30%或者以上，且其它側(cè)三相電流無變化。 滿足上述條件時判為TA二次回路故障，TA二次回路故障后，發(fā)出告警信號，并可選 擇閉鎖或不閉鎖差動保護出口 。
權(quán)利要求
1、一種數(shù)字式變壓器差動保護防止電流互感器二次回路故障引起差動保護誤動作的方法，在數(shù)字式變壓器差動保護裝置中，將變壓器各側(cè)電流互感器TA二次側(cè)電流分別獨立引入保護裝置，利用各側(cè)TA二次電流的數(shù)據(jù)量計算差電流，其特征在于在正常運行即變壓器接入的一次系統(tǒng)沒有發(fā)生故障的情況下，檢查三相電流，當(dāng)有一相或者兩相電流下降30％或者以上，且存在差電流，則判斷為本側(cè)電流互感器TA二次回路故障；在有電流突變的前提下，當(dāng)發(fā)生突變后電流減小，本側(cè)三相電流中有一相或兩相電流下降30％或以上，且其它側(cè)三相電流無變化，則判斷為本側(cè)電流互感器TA二次回路故障；在電流突變的前提下，當(dāng)發(fā)生突變后電流增大，則判斷為一次系統(tǒng)故障；根據(jù)上述判斷方法，當(dāng)判斷電流互感器TA二次回路故障后，發(fā)出告警信號，并選擇是否閉鎖差動保護出口。
全文摘要
公開了一種防止電流互感器二次回路短路、開路等故障引起數(shù)字式變壓器差動保護誤動作的方法。TA二次回路故障判據(jù)為數(shù)字式變壓器保護裝置，正常運行(變壓器接入的一次系統(tǒng)中沒有發(fā)生故障)情況下，判別TA二次回路故障是通過檢查所有相別的電流中有一相或者兩相電流下降30％或者以上，且存在差電流，即判為TA二次回路故障。在有電流突變的前提下發(fā)生突變后電流減小而不是增大，一次系統(tǒng)有故障至少有一相電流會增大；本側(cè)三相電流中有一相或者兩相電流下降30％或者以上，且其它側(cè)三相電流無變化。滿足上述條件時判為TA二次回路故障，TA二次回路故障后，發(fā)出告警信號，并可選擇閉鎖或不閉鎖差動保護出口。
文檔編號H02H7/045GK101170252SQ20071017842
公開日2008年4月30日 申請日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者劉建飛, 袁伯誠 申請人:北京四方繼保自動化股份有限公司