Y-Δ接线三相变压器等效瞬时电感的计算分析及解决方案.pdf

第二十九届中国电网调度运行会收录论文全集 Y/Δ接线三相变压器等效瞬时电感的计算分析及 解决方案 [1] [1] [2] [1] 郑涛 ，刘万顺 ，王祥珩 ，李肖博 （1．电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室（华北电力大学），华北电力大学，北 京，102206；2 ．清华大学电机系，北京，100084） 摘要：文献[1]以单相变压器模型为基础，提出一种利用等效瞬时电感变化特性判别变压器励磁涌流的算 法，具有较好的识别效果。但对于三相变压器不同接线方式，尤其是 Y/Δ接线方式下等效瞬时电感的计算 问题，目前还未见相关文献研究，本文对此问题进行了深入的分析和探讨，研究结果对利用等效瞬时电感 变化特性判别变压器励磁涌流算法在工程中的应用，具有一定的指导意义和参考价值。针对变压器Δ侧绕 组内部环流对等效瞬时电感计算结果影响大，而又难以通过线电流计算得到的特点，提出了一种新型的变 压器差动保护 TA 配置方案。该方案既保证了等效瞬时电感的正确计算，同时又不会使差动保护存在保护 死区。 基金项目：国家自然科学基金项目 Project Supported by National Natural Science Foundation of China(NSFC) . 关键词：等效瞬时电感; 励磁涌流; 变压器差动保护; TA 配置 1 引言 变压器磁化曲线具有非线性特性，变压器正常运行时，励磁电流很小，变压器运行在磁化曲线的线性 段，励磁电感很大。但在变压器空载合闸产生励磁涌流时，由于磁通不能突变，磁通中除了具有正弦性质 的强制分量外，还叠加了一个非周期性的自由分量，再考虑到剩磁的影响，变压器铁芯有可能发生饱和， 因而在一个周波内变压器铁芯交替工作在磁化曲线的线性段和饱和段上，相应的励磁电感将经历一个由大 变小，由小变大的剧烈变化过程。当变压器绕组发生匝间短路时，相当于在励磁支路并联一个短路的第三 绕组（对双绕组变压器而言），此时的励磁电感比正常运行时的数值要小，而且是基本不变的。根据上述 特征，在引入电压量后可以利用计算出的励磁电感大小和变化规律来识别励磁涌流和内部故障。 文献[1]中提出了等效瞬时电感的概念，并给出了等效瞬时电感的计算公式，在此基础上提出一种基于 等效瞬时电感变化特性判别变压器励磁涌流的新算法，通过动模实验验证了该算法的正确性和有效性。但 文献[1]中的实验对象为三个单相变压器构成的三相变压器组模型（y/d-11 接线），并且在变压器角型侧将 TA （电流互感器）接于每相绕组内部。而对于常规三相变压器组（三相三柱式或三相五柱式），其角型侧 TA 通常接于绕组外部，即只能测量到变压器角型侧的线电流，在构成变压器纵差保护时，由于变压器星 型侧和角型侧的电流相位不一致，需要采取一定措施进行差流平衡调整。工程上常用的有“星变角”和“角 变星”两种转角方式对差流进行平衡调整。不同的转角方式对等效瞬时电感计算结果有何影响及影响程度 如何？文献[1]中并没有对此进行分析和讨论，本文对此问题进行了深入细致的分析研究，针对变压器角型 侧绕组内部环流对等效瞬时电感计算结果影响大，而又难以通过线电流计算得到的特点，提出一种新型的 变压器差动保护 TA 配置方案，较好地解决了等效瞬时电感的计算问题，为基于等效瞬时电感变化特性识 别励磁涌流算法在工程中的应用奠定了基础。 - 1 - 第二十九届中国电网调度运行会收录论文全集 2 等效瞬时电感的概念及计算方法 图 1 给出了分析上常用的单相变压器 T 型等值电路，图中 L 、r 、i 、u 分别表示原边绕组的 1δ 1 1 1 漏感、电阻、电流和端电压； L 2δ 、r 2 、i 2 、u 2 分别表示从副边折算