帶零序比率制動的故障分量變壓器縱差保護元件的製作方法

2023-04-25 20:51:46 1

專利名稱：帶零序比率制動的故障分量變壓器縱差保護元件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電力系統繼電保護元件，特別涉及一種帶零序比率制動的故障分量變壓器縱差保護元件。
背景技術：
目前的電力變壓器縱差保護由差動速斷、比率差動、勵磁湧流檢測、過勵磁檢測等元件構成，據中華人民共和國電力行業標準中的DL/T 684-1999《大型發電機變壓器繼電保護整定計算導則》，變壓器縱差保護方框圖如圖1所示，縱差保護原理接線示例如圖2所示。通常利用電流互感器對Y0側三相電流進行Y/Δ變換，以消除零序電流的影響。顯然，變換後，各電流已不包含一次電流中的零序分量，這些電流經中間電流互感器TAM1～TAM6調平衡後，各同名相電流相加得到三相差動電流，Wd為差動線圈，同名相電流進行其它方式組合得到三相制動電流，Wres1～Wres3為各側制動線圈。可見，由此得到的差動電流與制動電流均不包含一次電流中的零序分量。
在實施縱差保護時，也存在Y0側電流互感器為全星型接線的情況，此時，往往在保護裝置內對Y0側三相二次電流進行Y/Δ變換，或者將Y0側三相二次電流分別減去零序電流I0同時對Δ側二次電流進行Δ/Y變換，通過上述變換消除零序電流的影響。通過這些變換後，再進行調平衡同名相相加得到的差動電流及通過其它組合得到的制動電流同樣不包含一次電流中的零序分量。如通過計算同名相電流的矢量和得到該相差動電流；通過求取同名相電流的最大值或通過計算同名相電流幅值的加權和得到該相制動電流，其制動電流只能代表穿越電流的大小。
當變壓器在Y0側發生區外接地故障且只有該側有電源時，Y0側將出現很大的零序故障電流，但無故障電流穿越變壓器。此時，當Y0側三相電流互感器誤差不一致時，在一次側三相相等的零序電流經三相電流互感器變換後，二次電流不相等，上述傳統的Y0側三相電流變換方法不能完全消除零序電流的影響，將在差動迴路產生不平衡電流。由於此時無故障電流穿越變壓器，通過上述傳統方法獲得的制動電流很小，不會超過故障前的制動電流，只要差動不平衡電流超過差動門檻，變壓器差動保護將誤動。顯然，由Y0側零序故障電流引起不平衡電流在傳統的縱差保護的比率差動保護中被忽略了，即在比率差動元件中沒有相應的制動電流對其進行制動，從而使變壓器差動保護誤動作。

發明內容
本發明要解決的技術問題是針對現有變壓器縱差保護技術中存在的Y0側三相電流變換方法不能完全消除零序電流導致的二次差動不平衡電流的影響，提供一種帶零序比率制動的故障分量變壓器縱差保護元件，通過目前變壓器縱差保護中代表穿越電流的三相制動電流故障分量分別與變壓器Y0側零序電流故障分量進行加權求和構成三相含零序電流的制動電流故障分量，用該三相含零序電流的制動電流故障分量分別與變壓器縱差保護中的三相差動電流故障分量構成相應相比率制動元件。當差動電流故障分量大於含零序電流的制動電流故障分量且大於最小動作電流時，輸出相應相比率制動元件的動作信號。本發明的優點是，可完全避免三相電流互感器誤差不一致時，Y0側區外接地故障導致的變壓器縱差保護誤動。
一種帶零序比率制動的故障分量變壓器縱差保護元件，包括記憶器、減法器、濾波器、乘法器、加法器、比較器；其特徵在於該元件由記憶器A11、B11、C11、A12、B12、C12、01、減法器A21、B21、C21、A22、B22、C22、02、濾波器A31、B31、C31、A32、B32、C32、03、乘法器A41、B41、C41、04、加法器A42、B42、C42和比較器A5、B5、C5構成。其中記憶器A11、B11、C11的輸入端和減法器A21、B21、C21的正輸入端分別輸入變壓器Y0側的三相差動電流瞬時值信號ida、idb、idc，記憶器A11、B11、C11的輸出端分別接減法器A21、B21、C21的負輸入端，減法器A21、B21、C21的輸出端分別接濾波器A31、B31、C31的輸入端；記憶器A12、B12、C12的輸入端和減法器A22、B22、C22的正輸入端分別輸入變壓器縱差保護中的代表穿越電流的三相制動電流瞬時值信號iza、izb、izc，記憶器A12、B12、C12的輸出端分別接減法器A22、B22、C22的負輸入端，減法器A22、B22、C22的輸出端分別接濾波器A32、B32、C32的輸入端；記憶器01的輸入端和減法器02的正輸入端分別輸入變壓器Y0側的零序電流瞬時值信號3io，記憶器01的輸出端接減法器02的負輸入端，減法器02的輸出端與濾波器03的輸入端相連接，濾波器03的輸出端接乘法器04的一個輸入端，乘法器04的另一個輸入端輸入零序制動係數Ko，值為0＜K0＜1/3，其輸出端分別接加法器A42、B42、C42的一個輸入端，乘法器A41、B41、C41的一個輸入端分別接濾波器A32、B32、C32的輸出端，其另一個輸入端分別輸入比率制動係數KZ，其值為0＜KZ＜0.8；加法器A42、B42、C42的另一個輸入端分別與乘法器A41、B41、C41的輸出端相連接，其輸出端分別接比較器A5、B5、C5的負輸入端；比較器A5、B5、C5的正輸入端分別與濾波器A31、B31、C31的輸出端相連接，其輸出端分別輸出A、B、C相的比率差動動作信號。當比較器的正輸入端信號大於負輸入端信號時，比較器輸出相應相的比率差動動作信號。
同現有技術比較，本發明的有益效果是首次提出了在傳統變壓器差動保護的比率差動元件的制動電流中，添加零序制動電流。通過目前變壓器縱差保護中代表穿越電流的三相制動電流故障分量分別與變壓器Y0側零序電流故障分量進行加權求和構成三相含零序電流的制動電流故障分量，用該三相含零序電流的制動電流故障分量分別與變壓器縱差保護中的三相差動電流故障分量構成相應相比率制動元件。當差動電流故障分量大於含零序電流的制動電流故障分量時，輸出相應相的比率差動動作信號。應用本方案，可完全避免三相電流互感器誤差不一致時，Y0側區外接地故障導致的變壓器縱差保護誤動，也可防止其他非內部故障情況下，零序電流造成的縱差不平衡電流導致的變壓器縱差保護誤動作，且不影響區內故障情況下縱差保護的正確動作。


下面結合附圖對本發明的具體實施方式
進一步詳細的描述。
圖1為現有變壓器縱差保護方框圖。
圖2為現有變壓器縱差保護原理接線圖。
圖3為實現本發明的一種帶零序比率制動的故障分量變壓器縱差保護元件的A相電路框圖。
圖4為實現本發明的一種帶零序比率制動的故障分量變壓器縱差保護元件的B相電路框圖。
圖5為實現本發明的一種帶零序比率制動的故障分量變壓器縱差保護元件的C相電路框圖。
具體實施例方式
實施例1一種帶零序比率制動的故障分量變壓器縱差保護元件，該元件可由圖3～圖5的電路框圖得以實現。其中，現有比率差動保護中的比率制動係數KZ，值為0＜KZ＜0.8。在零序電流與三相差動電流、三相制動電流歸算到同一側的情況下，零序制動係數K0為0.3。當差動電流故障分量大於含零序電流的制動電流故障分量時，比較器輸出相應相的比率差動動作信號。應用本方案，可完全避免三相電流互感器誤差不一致時，Y0側區外接地故障導致的變壓器差動保護誤動，也可防止其他非內部故障情況下，零序電流造成的差動不平衡電流導致的變壓器差動保護誤動作，且不影響區內故障情況下差動保護的正確動作。
權利要求
1.一種帶零序比率制動的故障分量變壓器縱差保護元件，包括記憶器、減法器、濾波器、乘法器、加法器、比較器；其特徵在於該元件由記憶器(A11、B11、C11、A12、B12、C12、01)、減法器(A21、B21、C21、A22、B22、C22、02)、濾波器(A31、B31、C31、A32、B32、C32、03)、乘法器(A41、B41、C41、04)、加法器(A42、B42、C42)和比較器(A5、B5、C5)構成；其中記憶器(A11、B11、C11)的輸入端和減法器(A21、B21、C21)的正輸入端分別輸入變壓器Y0側的三相差動電流瞬時值信號(ida、idb、idc)，記憶器(A11、B11、C11)的輸出端分別接減法器(A21、B21、C21)的負輸入端，減法器(A21、B21、C21)的輸出端分別接濾波器(A31、B31、C31)的輸入端；記憶器(A12、B12、C12)的輸入端和減法器(A22、B22、C22)的正輸入端分別輸入變壓器縱差保護的代表穿越電流的三相制動電流瞬時值信號(iza、izb、izc)，記憶器(A12、B12、C12)的輸出端分別接減法器(A22、B22、C22)的負輸入端，減法器(A22、B22、C22)的輸出端分別接濾波器(A32、B32、C32)的輸入端；記憶器(01)的輸入端和減法器(02)的正輸入端分別輸入變壓器Y0側的零序電流瞬時值信號(3io)，記憶器(01)的輸出端接減法器(02)的負輸入端，減法器(02)的輸出端與濾波器(03)的輸入端相連接；濾波器(03)的輸出端接乘法器(04)的一個輸入端，乘法器(04)的另一個輸入端輸入零序制動係數(K0)，其輸出端分別接加法器(A42、B42、C42)的一個輸入端；乘法器(A41、B41、C41)的一個輸入端分別接濾波器(A32、B32、C32)的輸出端，其另一個輸入端分別輸入比率係數(KZ)；加法器(A42、B42、C42)的另一個輸入端分別與乘法器(A41、B41、C41)的輸出端相連接，其輸出端分別接比較器(A5、B5、C5)的負輸入端；比較器(A5、B5、C5)的正輸入端分別與濾波器(A31、B31、C31)的輸出端相連接，其輸出端分別輸出(A、B、C)相的比率差動動作信號，當比較器的正輸入端信號大於負輸入端信號時，比較器輸出相應相的比率差動動作信號。
2.根據權利要求1所述的一種帶零序比率制動的故障分量變壓器縱差保護元件，其特徵在於現有比率差動保護中的比率制動係數(KZ)，其值為0＜KZ＜0.8。
3.根據權利要求1所述的一種帶零序比率制動的故障分量變壓器縱差保護元件，其特徵在於在零序電流與三相差動電流、三相制動電流歸算到同一側的情況下，零序制動係數(K0)，其值為0＜K0＜1/3。
全文摘要
本發明公開了一種帶零序比率制動的變壓器縱差保護元件，通過目前變壓器縱差保護中代表穿越電流的三相制動電流故障分量分別與變壓器Y
文檔編號H02H7/04GK1783621SQ20041008900
公開日2006年6月7日 申請日期2004年12月2日 優先權日2004年12月2日
發明者徐習東 申請人:浙江大學