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变压器差动保护的相位校正


小编前言:

从一道变压器思考题入手,论述了相位校正的本质、星侧和角侧相位校正,并给出任意钟点数的相位校正方法。本文包括7个部分:

1、一道思考题

2、相位校正的本质

3、星侧相位校正

4、角侧相位校正

5、星星接线的处理

6、任意钟点数相位校正

7、进一步的思索


1
一道思考题

Y/d7变压器变比为1,Y侧电流 IA、IB、IC,零流3I0,d侧电流 Ia、Ib、Ic。

Y
对星侧 Y 进行相位校正

与 Ia 进行差动计算的电流是:

  1. (IB - IC)/1.732

  2. (IB - IA)/1.732

  3. (IC - IA)/1.732

  4. (IA - IB)/1.732

d
对角侧 d 进行相位校正

与 IA - I0 进行差动计算的电流是:

  1. (Ib - Ic)/1.732

  2. (Ib - Ia)/1.732

  3. (Ic - Ia)/1.732

  4. (Ia - Ib)/1.732


相位校正,对变压器差动保护的计算,至关重要!

答案:(Y) C  (d) B,您选对了吗?


2
相位校正的本质

差动保护的本质是KCL电流定理,从KCL入手分析相位校正的本质。


下图,虚圈节点满足KCL电流定律。



下图,xyz绕组连接成三角形,三个节点都满足KCL电流定律。



对于Y/d变压器,高压侧XYZ绕组接成星形,低压侧xyz绕组接成角形,电流流向如下图:



该图清晰表达了高低压绕组的电流关系,是相位校正的理论基础,也是相位校正的本质。


假定变压器变比为1,则Y和d绕组变比为 1/1.732,即:

Ix = IX/1.732

Iy = IY/1.732

Iz = IZ/1.732


3
星侧相位校正

下图变压器是Y/d11吗?




答:不一定。因为没有标注ABC和abc的位置,这个很关键。


Y/d11变压器的电流如下图:



Y/d11 星侧相位校正公式:

(IA - IB)/1.732  Ia

(IB - IC)/1.732  → Ib

(IC - IA)/1.732  → Ic

以角侧电流为参考,对星侧相电流做减法,称为星侧相位校正。


4
角侧相位校正

以星侧电流为参考,对角侧相电流做减法,称为角侧相位校正。


仍以Y/d11变压器为例:



Ia - Ic = (Ix - Iy) - (Iz - Ix) = 2Ix - Iy - Iz

= (2IX - IY - IZ)/1.732

= (3IX - (IX + IY + IZ))/1.732

= 1.732*(IA - I0)

(备注:IX + IY + IZ = 3I0)


Y/d11 角侧相位校正公式:

(Ia - Ic)/1.732 IA - I0

(Ib - Ia)/1.732 IB - I0

(Ic - Ib)/1.732 IC - I0


5
星星接线的处理

两侧都是星接的变压器,还需考虑零序电流的影响,以高压侧中性点接地低压侧中性点不接地为例:



低压侧没有零序电流,高压侧有零序电流 I0 = (IA + IB + IC)/3,必须剔除I0的影响以避免差动误动,公式如下:

IA - I0 → Ia

IB - I0 → Ib

IC - I0 → Ic

也可采用相间电流差来剔除零序电流,公式如下:

(IA - IB)/1.732 (Ia - Ib)/1.732

(IB - IC)/1.732 (Ib - Ic)/1.732

(IC - IA)/1.732 (Ic - Ia)/1.732


6
任意钟点数的相位校正

任意钟点数变压器(钟点数为N),均可在Y/d11或Y/y0基础上通过调整ABC位置和极性得到,如下图所示:



特征
  • N+4点,相位滞后120°,将4点钟作为A相,原ABC相的位置变成了CAB。

  • N-4点,相位超前120°,将8点钟作为A相,原ABC相的位置变成了BCA。

  • N+6点,相位相差180°,将6点钟作为A相,原ABC相的位置变成了-A -B -C。

利用上述特征,可得任意钟点数变压器的相位校正公式,例如:

1

Y/d7变压器,星侧相位校正

在Y侧相位校正,Y/d7等价于Y4/d11,它比Y/d11高压侧Y钟点数+4,Y/d7高压侧相序为CAB,故A相公式:(IC - IA)/1.732。

2

Y/d7变压器,角侧相位校正

在d侧相位校正,Y/d7等价于Y/d(11-4),它比Y/d11低压侧d钟点数-4,Y/d7低压侧相序为 bca,故a相公式:(Ib - Ia)/1.732。


7
进一步的思索
  • 变压器区外故障时,用星侧和角侧相位校正得到的制动电流一样吗?

  • 变压器区内故障时,用星侧和角侧相位校正得到的差动电流、制动电流一样吗?

  • 星侧和角侧校正,对变压器励磁涌流的识别有影响吗?

小编讲完了,
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