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y接线变压器差动保护的单相接地选择 1 变压器单相接地时差动保护灵敏度 y由于连接线装置三角形侧和星侧ct二次电流相位相差30，在计算差动保护之前，需要调整电压相位。现在，通常采用软件调整方法进行yt或yt转换。但无论是Y→△变换还是△→Y变换,在单相接地时差动保护灵敏度都低于相间故障或三相故障时灵敏度。而110 kV级以上系统中单相接地故障占70%以上,变压器单相接地故障几率也很高,约占47%左右。因此分析差动保护在单相接地故障时的灵敏度,对变压器安全运行大有益处。 2 e-j30cnif2 这里以Y/△-11接线变压器为例,分析各种短路情况下变压器各侧故障电流。计算用系统图如图1,等效电路如图2。 (1)星型侧(M侧)单相接地,不妨设为A相接地,有 IF1=IF2=IF0=E/(2Z∑1+Z∑0) 由于IN1=ej30°CNIF1,IN2=e-j30°CNIF2,则角型侧(N侧)各相电流 ΙΝA=ΙΝ1+ΙΝ2=√3CΝΙF1=√3CΝE/(2Ζ∑1+Ζ∑0)ΙΝB=ω2ΙF1+ωΙF2=0ΙΝC=ωΙF1+ω2ΙF2=-√3ΙF1=-√3CΝE2Ζ∑1+Ζ∑0INA=IN1+IN2=3√CNIF1=3√CNE/(2Z∑1+Z∑0)INB=ω2IF1+ωIF2=0INC=ωIF1+ω2IF2=?3√IF1=?3√CNE2Z∑1+Z∑0 此时Μ侧故障电流为ΙΜA=(2CΜ+CΜ0)E2Ζ∑1+Ζ∑0?ΙΜB=ΙΜC=(CΜ0-CΜ)E/(2Ζ∑1+Ζ∑0)此时M侧故障电流为IMA=(2CM+CM0)E2Z∑1+Z∑0?IMB=IMC=(CM0?CM)E/(2Z∑1+Z∑0) 其他各种故障情况下M、N两侧故障电流如表1。 3 变压器星型侧区外单相接地与差动保护三相电流平衡无差流 设变压器星型侧电流变换矩阵 [abccabbca] ,角型侧电流变换矩阵 [ABCCABBCA] 。假设两侧额定电流相同,正常负荷情况下根据相电流平衡无差流有: [abccabbca][1ω2ω]-[ABCCABBCA][ej30°ej270°ej150°]=0(1) 另外区外故障时差动继电器应满足三相电流平衡无差流,则当星型侧无电源(或断开),变压器星型侧区外单相接地时,差动保护三相差流可表示为: [abccabbca][3Ι(1)F100]-[ABCCABBCA][√3Ι(1)F10-√3Ι(1)F1]=0(2) 由式(1)、(2)可得 {√3a=A-C√3c=C-B√3b=B-A(3) 容易验证:当a、b、c、A、B、C满足式(3)时,变压器其他区外故障(星型侧相间短路、两相接地、三相短路及角型侧相间短路、三相短路)差动保护均三相电流平衡无差流。 4 单相接地敏分析 4.1 最佳配比的确定 根据以上计算,星型侧单相接地时星型侧短路电流调整后差流为: [abccabbca][ΙΜAΙΜBΙΜC]=[3a3b3c]CΜE2Ζ1+Ζ0 星型侧相间短路时星型侧短路电流调整后差流为: [abccabbca][ΙΜAΙΜBΙΜC]=[c-bb-aa-c](-j√32CΜEΖ1) 星型侧三相短路时星型侧短路电流调整后差流为: [abccabbca][ΙΜAΙΜBΙΜC]=[a+bω2+cωc+aω2+bωb+cω2+aω]CΜEΖ1 为了保证单相接地时灵敏度与相间短路灵敏度相比具有最大值,只需使单相接地调整后最大差流与相间短路调整后差流比值最接近于1。设k=(Z0-Z1)/3Z1,a=max(|a|,|b|,|c|),且a≥0,有 max(ΙCDA?ΙCDB?ΙCDC)=3aCΜE(3+3k)Ζ1=a1+kCΜEΖ1 由于a+b+c=0,设b=-la,c=-(1-l)a,此处0≤l≤1,有ΙCDA=√32|2l-1|aCΜEΖ1?ΙCDB=√32(1+l)?aCΜEΖ1?ΙCDC=√32(2-l)aCΜEΖ1。 当l≥0.5,时,有 max(ΙCDA?ΙCDB?ΙCDC)=√32(1+l)aCΜEΖ1 灵敏度比值为: λ=a1+kCΜEΖ1√32(1+l)aCΜEΖ1=2√3√3(1+l)(1+k)1λmax=43√3(1+k) ,此时l=0.5,即b=c=-12a 当l≤0.5时,有 max(ΙCDA?ΙCDB?ΙCDC)=√32(2-l)aCΜEΖ1 灵敏度比值为 λ=a1+kCΜEΖ1√32(2-l)aCΜEΖ1=2√3(2-l)(1+k)1 λmax=43√3(1+k),此时l=0.5,即b=c=-12a 为了保证单相接地时灵敏度与三相短路灵敏度相比时具有最大值,只需使单相接地调整后最大差流与三相短路调整后差流比值最接近于1。由于三相短路后各相电流大小相同,即 max(ΙCDA?ΙCDB?ΙCDC)=|a+bω2+cω|CΜE/Ζ1=|bω2+cω-