兩種補償方式下CT單相極性反接的影響分析

秦超，張麗，張樹培，李明澤，張曦源，廖彬

（1.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司曲靖供電局，云南 曲靖 655000；2.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，昆明 650217； 3.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司保山供電局，云南 保山 678000；4.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司麗江供電局，云南 麗江 674100； 5.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司楚雄供電局，云南 楚雄 675000；6.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明晉寧供電局，晉寧 650600）

0 前言

變壓器是電力系統(tǒng)的主要設(shè)備之一，其運行狀況決定著電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、可靠運行水平。差動保護是變壓器的主保護之一，能快速、可靠的切除變壓器內(nèi)部故障。而差動保護需要電流互感器采集變壓器各側(cè)電流。在目前微機差動保護中，由于變壓器各側(cè)電流互感器采用星形接線，各側(cè) CT 二次電流相位、幅值由軟件調(diào)整補償，目前有兩種補償方式，一種是以Y →Δ 補償，例如國電南自SG T756，另一種是以Δ →Y 補償，例如南瑞繼保PCS 978[1-4]。

在現(xiàn)場安裝調(diào)試過程中，如出現(xiàn)互感器極性反接，將會出現(xiàn)差動保護差流異常。本文以Y/Δ-11 接線組別變壓器為例，從變壓器一次電流到保護裝置二次電流，就互感器極性反接對兩種電流補償?shù)挠绊戇M行分析。

1 互感器極性反接對Y→Δ補償影響

流經(jīng)變壓器兩側(cè)的一次電流通過不同的一次繞組接線方式、互感器變比變換、保護裝置計算補償，其相位跟幅值出現(xiàn)很大變化。為理清互感器極性反接時，對保護裝置側(cè)感受到的二次電流具體變化，對保護裝置電流補償進行逐步分析。

1.1 正常Y→Δ補償?shù)碾娏飨蛄筷P(guān)系

電流流入變壓器高壓側(cè)繞組，通過電磁感應(yīng)在低壓側(cè)繞組上產(chǎn)生電流，而變壓器繞組按需求連接成不同的接線組別，例如：Y/Δ-11。電流互感器在變壓器兩側(cè)將一次電流轉(zhuǎn)換為二次電流并流入保護裝置，保護裝置根據(jù)功能對電流進行變換計算，國電南自SG T756 中差動保護電流通過是由Y →Δ 進行補償計算。

圖1 為正常情況下Y/Δ-11 接線組別變壓器電流向量圖，其中：

圖1 正常情況下Y/Δ-11變壓器Y→Δ補償電流向量圖

由圖1 的電流向量圖可知：圖1(a) 中變壓器接線組別按Y/Δ-11 連接，兩側(cè)電流互感器均為星型連接。圖1(b) 中變壓器Y、Δ 兩側(cè)繞組電流同向。圖1(c)中由于變壓器按Y/Δ-11 連接，Δ 側(cè)繞組首尾相連，Δ 側(cè)電流為三角形，即為減合成。圖1(d) 中Δ 側(cè)電流超前Y 側(cè)電流30°，指向11 點方向，Δ 側(cè)電流幅值為Y側(cè)電流幅值的倍，即：

圖1(e) 中為電流互感器變換后進入差動保護裝置的電流，由于CT 極性原因Δ 側(cè)進入保護裝置的二次電流與變壓器Δ 側(cè)末端流出三相一次電流反向，即與反向。圖1(f) 中為經(jīng)過保護裝置計算后的二次電流，對Y 側(cè)進行轉(zhuǎn)角，以A 相為例有：

圖1(g) 中為經(jīng)過補償后的Y、Δ 側(cè)電流，可以看出在正常情況下，各相電流相互抵消，沒有差流存在[6]。

1.2 極性反接Y→Δ補償?shù)南蛄筷P(guān)系

在出現(xiàn)互感器極性反接情況下，分別以Y、Δ 兩側(cè)A 相互感器極性反接為例，對其進行分析。當Y側(cè)A相互感器極性反相時，將會出現(xiàn)如下情況。

圖2 Y側(cè)互感器極性反接情況下 Y/Δ-11變壓器Y→Δ補償電流向量圖

由于只是互感器極性出現(xiàn)變化，因此在變壓器一次側(cè)電流并未發(fā)生變化，如圖2（d）所示，仍然超前。圖2（e）中由于互感器極性相反，使其角度滯后。圖2(f)中，保護裝置對Y →Δ 進行計算補償，對Y 側(cè)轉(zhuǎn)角，即：。圖2(g)中，Y 側(cè)A 相極性相反后，在轉(zhuǎn)角計算后影響到A、C 兩相，并在A、C 兩相形成差流，其幅值為，即倍正常相計算后的幅值。當Δ側(cè)A 相互感器極性反接時，將會出現(xiàn)如下情況。

圖3 Δ側(cè)互感器極性反接情況下Y/Δ-11變壓器Y→Δ補償電流向量圖

為平衡系數(shù)）。圖3(g)中，Δ 側(cè)A 相極性相反后，在轉(zhuǎn)角計算后只影響到A 相，并在A 相形成差流，其幅值為，即2 倍正常相計算后的幅值。

2 極性反接對Δ→Y補償?shù)挠绊?/h2>

Δ →Y 電流補償是基于相電流減零序的方式，這樣可明確區(qū)分涌流和故障的特征，大大加快保護的動作速度。為理清在互感器極性反接時，對Δ →Y 電流補償保護裝置側(cè)感受到的二次電流具體變化，對保護裝置補償進行逐步分析。

2.1 正常情況下Δ→Y補償?shù)碾娏飨蛄筷P(guān)系

正常情況下，電流互感器在變壓器兩側(cè)將一次電流轉(zhuǎn)換為二次電流并流入保護裝置，保護裝置根據(jù)功能對電流進行變換計算，Δ →Y補償?shù)姆绞绞菍ⅲ害?側(cè)電流做兩相逆向序電流之差，Y 側(cè)電流減去零序電流。例如南瑞繼保PCS 978 中差動保護便使用Δ →Y 進行補償計算。

圖4 互感器極性正常情況下Y/Δ-11變壓器 Δ→Y補償電流向量圖

由圖4 的電流向量圖可知：圖4(a) 中變壓器接線組別按Y/Δ-11 連接，兩側(cè)電流互感器均為星型連接。圖4(d)中Δ 側(cè)電流超前Y 側(cè)電流30°，指向11 點方向。圖4(e) 中為電流互感器變換后進入差動保護裝置的電流，由于CT 極性原因Δ 側(cè)進入保護裝置的二次電流與變壓器Δ側(cè)末端流出三相一次電流反向，即與反向。圖4(f) 中為經(jīng)過保護裝置計算后的二次電流，對于Y 側(cè)進行減零序計算，以A 相為例有：

2.2 極性反接情況下Δ→Y補償?shù)南蛄筷P(guān)系

在出現(xiàn)互感器極性反接情況下，分別以Y、Δ 兩側(cè)A 相互感器極性反接為例，對其進行分析。

當Y 側(cè)A 相互感器極性反相時，將會出現(xiàn)如下情況。

圖5 Y側(cè)互感器極性反接情況下Y/Δ-11變壓器 Δ→Y補償電流向量圖

由于只是互感器極性出現(xiàn)變化，因此在變壓器一次側(cè)電流并未發(fā)生變化，如圖5（d）所示，仍然超前30°。圖5(e)中為電流互感器變換后進入差動保護裝置的電流，由于互感器極性相反，使其角度滯后60°。圖5(f)中為經(jīng)過保護裝置計算后的二次電流，對于Y 側(cè)進行減零序計算，對于Δ 側(cè)進行轉(zhuǎn)角計算。圖5(g)中，Y 側(cè)A 相極性反接，計算后只影響到A 相，并在A 相形成差流，其幅值為，即2 倍 正常相計算后的幅值。

當Δ 側(cè)A 相互感器極性反接時，將會出現(xiàn)如下情況。

圖6 Δ側(cè)互感器極性反接情況下Y/Δ-11變壓器Δ→Y補償電流向量圖

3 極性反接對裝置補償?shù)挠绊?/h2>

當主變一次接線正確，且無故障發(fā)生時，互感器極性反接主要對二次電流流向產(chǎn)生影響，進而使保護裝置內(nèi)部計算電流產(chǎn)生變化，導(dǎo)致差流產(chǎn)生。保護裝置差流計算中的兩種補償方式，對相同側(cè)的互感器極性反接有不同的反應(yīng)。通過上述的分析，以A 相互感器極性反接為例，可以得出。

3.1 當Y側(cè)電流互感器極性反接時

1）在Y →Δ 補償中，A 相極性相反，計算后只影響到A 相，并在A 相形成差流，其幅值為，即2 倍正常相計算后的幅值。

2）在Δ →Y 補償中，A 相極性相反，轉(zhuǎn)角計算后影響到A、B 兩相，并在A、B 兩相形成差流，其幅值為，即倍正常相計算后的幅值。

3.2 當Δ側(cè)電流互感器極性反接時

1）在Y →Δ 補償中，A 相極性相反后，在轉(zhuǎn)角計算后影響到A、C 兩相，并在A、C 兩相形成差流，其幅值為，即倍正常相計算后的幅值。

2）在Δ →Y 補償中，A 相極性相反后，轉(zhuǎn)角計算后只影響到A 相，并在A 相形成差流，其幅值為，即2 倍正常相計算后的幅值。

可以看出，當電流補償計算涉及轉(zhuǎn)角時，將會影響兩相電流。Y →Δ 補償計算中高壓側(cè)需要當前相減滯后相（例如：）相，計算后影響到當前相與超前相（例如A、C 兩相）。Δ →Y 補償計算中低壓側(cè)需要當前相減超前相（例如：），計算后影響到當前相與滯后相（例如A、B 兩相）。當電流補償只涉及幅值補償或者消除零序時，只會影響到單相電流。Y →Δ 補償計算中低壓側(cè)需要當前相乘與平衡系數(shù)。Δ →Y 補償計算中高壓側(cè)需要當前相減零序電流[7]。

4 結(jié)束語

根據(jù)以上分析，單相互感器錯誤造成的影響可以得出以下結(jié)論：

將表3和5進行比較發(fā)現(xiàn),各要素標注出的缺省指代數(shù)與各要素的缺省量不一致,那是因為缺省要素的標注只能根據(jù)篇章中已經(jīng)存在的要素進行缺省要素補全,而一些事件的缺省要素在文中是沒有描述的,這時是不能進行補全的,也就是說缺省指代只能根據(jù)已存在要素在一定程度上補全缺省要素.

1）若保護裝置出現(xiàn)單相差流，保護裝置為Y →Δ 補償?shù)模瑒t為Δ 側(cè)互感器極性接反，保護裝置為Δ →Y 補償?shù)模瑒t為Y 側(cè)互感器極性接反。

2）若保護裝置出現(xiàn)兩相差流，保護裝置為Y →Δ 補償?shù)模瑒t為兩相中超前相側(cè)互感器極性接反，保護裝置為Δ →Y 補償?shù)模瑒t為兩相中滯后相側(cè)互感器極性接反。

需要說明的是，本文所分析的是單相互感器極性反接在兩種差動補償方法下造成的影響，實際工作中可能會出現(xiàn)兩相及以上互感器極性問題，或者一次部分錯誤，其分析方法也可按本文分析方法進行，從一次電流到裝置計算電流逐步進行，只是過程稍顯復(fù)雜[8]。

一、二次電流的變化對變壓器保護會帶來很多影響，例如一次接線錯誤、互感器極性接反[9]、二次接線錯誤都會引起保護裝置計算出差流[10]。本文針對單相互感器極性反接，對兩種電流補償方法進行逐步分析，展現(xiàn)出電流變化對保護裝置計算電流的影響，提出分析思路步驟。實際工作中，可能會遇到更多問題的組合，只有更深的理解電流的變換過程，才能準確判斷、分析出問題所在，以保障變壓器的正常運行。