风电场主变压器继电保护配置优化方案

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：图7-2 变压器差动保护逻辑1）比率差动保护。由于比率差动保护需要识别变压器的励磁涌流和过励磁运行状态，当变压器内部发生严重故障时，不能够快速切除故障，所以配置差动速断保护，用来快速切除变压器严重的内部故障。

1.相量值差动保护

目前风电场主变压器使用常规的电力变压器微机保护，其相量值差动保护逻辑包含三个部分：具有比率差动元件、涌流闭锁元件和差动速断元件。单相差动保护逻辑如图7-2所示^[2]。

图7-2 变压器差动保护逻辑

1）比率差动保护。比率差动保护动作方程如下：

式中，I_op为差动保护动作电流；I_op.0为差动保护最小动作电流值；I_res为制动电流；I_res.0为最小制动电流值；I_e为变压器二次侧额定电流；k为比率制动系数。各侧电流的方向都以指向变压器为正方向。

对于两侧差动，有

I_op=|I₁+I₂| （7-3）

I_res=|I₁-I₂|/2 （7-4）

对于三侧差动，有

I_op=|I₁+I₂+I₃| （7-5）

I_res=max{|I₁|，|I₂|，|I₃|} （7-6）

式中，I₁、I₂、I₃分别为变压器各侧折算后的电流。

比率差动保护动作特性如图7-3所示。

2）涌流闭锁保护。装置采用差动电流中的二次谐波含量来识别励磁涌流。判别方程如下：

I_op.2＞k₂I_op.1 （7-7）

式中，I_op.2为差流中的二次谐波；I_op.1为差流中的基波；k₂为整定的二次谐波制动系数。

如果三相差动电流中有一相满足式（7-7），则将三相出口全部闭锁。

3）差动速断保护。由于比率差动保护需要识别变压器的励磁涌流和过励磁运行状态，当变压器内部发生严重故障时，不能够快速切除故障，所以配置差动速断保护，用来快速切除变压器严重的内部故障。当任一相差动电流大于差动速断整定值时，差动速断保护瞬时动作，跳开各侧断路器。

图7-3 比率差动保护动作特性

2.采样值差动保护

作为差动保护的一种特殊形式，基于采样值的差动保护无需计算某一数据窗的差动电流相量值，而是对每一时刻的采样值进行差动判别，在连续R次判别中如果有S次满足判据，则输出动作信号，具有动作速度快、计算量少及抗励磁涌流等优点。从安全性和灵敏度考虑，取S=16，R=18。

采样值差动判据的动作特性以及差动与制动电流的计算与常规相量值差动保护中式（7-2）～式（7-7）类似，只是将相量值换作采样值计算。