[发明专利]一种基于换流变压器二次谐波励磁涌流的大差保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于换流变压器二次谐波励磁涌流的大差保护方法，属于高压直流输电系统技术领域。

背景技术

换流变压器是高压直流输电系统中的关键设备之一，目前国内高压直流输电工程理想配置是采用12脉动换流器，配置6台单相双绕组换流变压器，分别组成Yn/Y和Yn/D两个单相变压器组，网侧绕组接线方式均为星型接线，中性点直接接地，出线并联接入交流电网，阀侧绕组分别为Y型接线和D型接线。

目前，高压直流输电换流变压器大差差动保护差动电流采用3/2接线交流场中换流变引线相关串的边开关电流、中开关电流、Yn/Y换流变阀侧首端电流和Yn/D换流变阀侧首端电流，计算四侧差动，以A相差动保护为例，计算公式如下：

式1

式2

式中：I_opA为大差A相差动电流；

I_resA为大差A相制动电流；

为边开关A相电流；

为中开关A相电流；

为Yn/Y换流变阀侧首端A相电流；

为Yn/D换流变阀侧首端A相电流；

在实际的高压直流输电系统中，换流变压器阀侧绕组中性点均不接地，在直流系统未解锁时即控制系统的触发脉冲未作用于换流阀，阀组没有导通，换流变压器为阀侧不接地运行方式，此时换流变压器阀侧区内发生单相接地故障时，并无故障电流；在直流系统运行过程中，换流变压器阀侧三相通过换流阀的交替导通与大地连通，此时如果换流变阀侧区内发生单相接地故障，将出现故障电流，但故障电流随着换流阀的交替导通而不断变化，采用公式1计算方法的大差保护在某些范围发生单相接地故障时灵敏度不够，容易导致大差保护拒动。例如：在换流变压器阀侧距中性点1％处发生单相接地故障时，差动电流几乎为零。

目前，大差保护通常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>K₂*I_op.1 式3

式中：I_op.2为大差差流中的二次谐波，I_op.1为大差差流中的基波，K₂为二次谐波系数。满足条件后，采用“或”闭锁方式，任一相满足上述判别公式时闭锁大差保护。

大差保护的励磁涌流为星星换流变压器、星角换流变压器系统侧的励磁涌流之和，若两换流变压器因剩磁不同，产生的励磁涌流相差很大，导致合成的励磁涌流对称性较好，则大差保护中差动电流最大相的二次谐波闭锁作用失效，容易引起大差保护误动。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于换流变压器二次谐波励磁涌流的大差保护方法，用以解决在换流变压器阀侧区内发生单相接地故障时，保护误动的问题。

为实现上述目的，本发明的方案为一种基于换流变压器二次谐波励磁涌流的大差保护方法，在换流变压器阀侧区内发生单相接地故障时，大差保护方法包括以下步骤：

1).任一相中，当大差保护的二次谐波含量大于大差保护的二次谐波系数时，闭锁差动保护；

2).任一相中，当大差保护的二次谐波含量小于或等于大差保护的二次谐波系数时，若Yn/Y换流变压器差动电流中的二次谐波大于Yn/Y换流变压器的二次谐波系数时，且Yn/D换流变压器差动电流中的二次谐波大于Yn/D换流变压器的二次谐波系数时，闭锁差动保护；

3).若1)和2)中的差动保护均不闭锁，大差保护动作。

大差保护判断方法还包括大差保护软、硬压板投入、大差差动投退定值为1、大差差动启动元件动作、TA异常闭锁差动投入，TA异常闭锁差动投入是为了检测TA是否异常，若TA异常，发出TA异常信号，并闭锁差动保护。

本发明的有益效果是，本发明在在换流变压器空载合闸过程中产生对称性励磁涌流时，提出一种新的励磁涌流闭锁判据，有效避免大差保护误动。

附图说明

图1是星星换流变压器励磁涌流分析图；

图2是星角换流变压器励磁涌流分析图；

图3是星星换流变压器和星角换流变压器合成后的励磁涌流分析图；

图4是合成电流基波二次谐波含量图；

图5是本发明逻辑框图；

图6是大差保护TA安装位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。