一次反相序对变压器差动回路相量的影响

一次反相序对变压器差动回路相量的影响 【摘要】本文通过对主变绕组Yn△11方式的变压器一次绕组正序接线，负序接线，以及一次绕组负序接线后将二次绕组调成正序接线的几种方式的相量进行分析，详细介绍了这几种接线方式的相量关系，重点介绍了一次绕组负序接线后将二次绕组调成正序接线时主变差动保护装置出现差流的原因。 【关键词】星型接线  三角型接线  差流 0前言 某终端变电站电源进线一次相序接入为反相序，母线电压互感器带电后测二次电压为反相序，判断为一次进线相序接错。随即将所有间隔的电压回路和电流回路B、C相序反接，将二次倒成正相序，在送Yn△11接线的主变时，发现主变差动保护差流不平衡，现对主变差动保护差流出现原因及解决方法分析如下。 1 正常正序Yn△11接线变压器相量分析 图（1） 如图（1）所示，变压器原边一次为星型接线，副边一次为三角型接线，即Yn△11接线。原、副边电流互感器均采用星型接线方式接入微机型差动保护装置。原边输入为三相大小相等的正序电流，即 |IA|=|IB|=|IC|=I 以原边A相一次电流为基准，即IA角度为零度，则 IA=I∠0° IB=I∠-120° IC=I∠120° 电流互感器接成星型，极性端P1指向高压侧母线，则电流互感器二次电流大小和角度为 IA’=IA/k1=I/k1∠0° IB’= IB/k1 =I/k1∠-120° IC’= IC/k1=I/k1∠120° k1为高压侧电流互感器变比。 副边一次电流为： Ia=k(IA-IB)=√3 kI∠30° Ib= k（IB-IC）=√3 kI∠-90° Ic= k(IC-IA)=√3 kI∠150° k为变压器原副边匝数比。 因副边电流互感器的一次P1指向低压侧母线，则低压侧二次电流与一次电流角度相差180°，则副边电流互感器二次电流大小和角度为： Ia’=-k2Ia=√3 kk2I∠-150°, Ib’=-k2Ib=√3 kk2I∠90°, Ic’=-k2Ic =√3 kk2I∠-30° k2为副边电流互感器变比。 由此可以得出原边电流互感器二次电流相位与副边电流互感器二次电流相位关系为 IA’超前Ia’150° IB’超前Ib’150° IC’超前Ic’150° 因变压器绕组是Yn△11接线，保护装置计算差流平衡时，需要进行相位补偿，补偿方式是通过 IA”= IA’- IB’= √3I/k∠30° IB”= IB’- IC’= √3I/k∠-90° IC”= IC’- IA’= √3I/k∠150° IA”、 IB”、 IC”为保护装置相位补偿后的原边电流相量。 保护装置计算副边电流时无需相位补偿，即 Ia”=Ia’=-k2Ia=√3 kk2I∠-150°, Ib”=Ib’=-k2Ib=√3 kk2I∠90°, Ic”=Ic’=-k2Ic =√3 kk2I∠-30° Ia”、 Ib”、 Ic” 为保护装置采集到的副边电流相量。可以得出 IA”与Ia”角度相差180° IB”与Ib”角度相差180° IC”与Ic”角度相差180° 由此可以得出，通过保护装置平衡系数调整，即可使保护装置差流平衡。 2 主变原边反相序时Y△11接线变压器相量分析 图（2） 如图（2）所示，电源一次进线B、C相接反接入变压器原边，即进入变压器原边为反相序电流，变压器绕组仍为Yn△11接线即原边为星型接线，副边一次为三角型接线。原、副边电流互感器均采用星型接线方式接入微机型差动保护装置。原边输入的为三相大小相等的负序电流，即 |IA|=|IB|=|IC|=I 以原边A相一次电流为基准，即IA角度为零度，则 原边A相电流为： IA=I∠0° 原边B相电流为： IC=I∠120° 原边C相电流为： IB=I∠-120° 电流互感器接成星型，极性端P1指向高压侧母线，则电流互感器二次电流大小和角度为 IA’=IA/k1=I/k1∠0° IB’=IC/k1=I/k1∠120° IC’=IB/k1=I/k1∠-120° K1为高压侧电流互感器变比。 由上式可以得出输入保护装置的原边电流互感器二次电流为负序电流。 副边一次电流 Ia=k(IA-IC)=√3kI∠-30°, Ib= k（IC-IB）=√3kI∠90°, Ic= k(IB-IA)=√3kI∠-150° k为变压器原副边匝数比 因副边电流互感器的一次P1指向主变低压侧母线，则副边二次电流与一次电流角度相差180°，则副边电流互感器二次电流大小和角度为 Ia’=-k2Ia=√3kk2I∠150°, Ib’=-k2Ib=√3kk2I∠-90°, Ic’=-k2Ic =√3kk2I∠30° k2为副边电流互感器变比。 由上式可以得出输入保护装置的副边电流互感器二次电流为负序电流。原边电流互感器二次电流相位与副边电流互感器二次电流相位关系为 IA’超前Ia’210° IB’超前Ib’210° IC’超前Ic’210° 因变压器绕组是Yn△11接线，保护装置计算差流平衡时，需要进行相位补偿，补偿方式是通过 IA”= IA’- IB’= √3I/k1∠-30° IB”= IB’- IC’= √3I/k1∠90° IC”= IC’- IA’= √3I/k1∠-150° IA”、 IB”、 IC”为保护装置相位补偿后的原边电流相量。 保护装置计算副边侧电流时无需相位补偿，即 Ia”=Ia’=-k2Ia=√3kk2I∠150°, Ib”=Ib’=-k2Ib=√3kk2I∠-90°, Ic”=Ic’=-k2Ic =√3kk2I∠30° Ia”、 Ib”、 Ic” 为保护装置采集到的副边电流相量。可以得出 IA”与Ia”角度相差180° IB”与Ib”角度相差180° IC”与Ic”角度相差180° 由此可以得出，通过保护装置平衡系数调整，即可使保护装置差流平衡 3 主变原边BC反相序原、副边电流互感器二次BC相倒相序后的Yn△11接线变压器相量分析 图（3） 如图（3）主变一次电源进线B、C相接反接入变压器原边，即进入变压器原边为反相序电流，变压器绕组仍为Yn△11接线，原边为星型接线，副边一次为三角型接线，原、副边电流互感器均将B、C倒相序并以星型接线方式接入微机型差动保护装置。原边输入为三相平衡电流，即 IA=IB=IC=I 以原边A相一次电流为基准，即IA角度为零度，则 原边A相电流为： IA=I∠0° 原边B相电流为： IC=I∠120° 原边C相电流为： IB=I∠-120° 电流互感器接成星型，极性端P1指向高压侧母线，则电流互感器二次电流大小和角度为 IA’=IA/k1=I/k1∠0° IB’=IB/k1=I/k1∠-120° IC’=IC/k1=I/k1∠120° k1为高压侧电流互感器变比。 可以得出输入保护装置的原边电流互感器二次电流为正序电流。 副边一次电流 Ia=k(IA-IC)=√3kI∠-30°, Ib= k(IC-IB)=√3kI∠90°, Ic= k(IB-IA)=√3kI∠-150° k为变压器原副边匝数比 因副边电流互感器的一次P1指向低压侧母线，则低压侧二次电流与一次电流角度相差180°，则副边电流互感器二次电流大小和角度为 Ia’=-k2Ia=√3kk2I∠150°, Ib’=-k2Ic =√3kk2I∠30°, Ic’=-k2Ib=√3kk2I∠-90° k2为副边电流互感器变比。 可以得出输入保护装置的副边电流互感器二次电流为正序电流。原边电流互感器二次电流相位与副边电流互感器二次电流相位关系为 IA’超前Ia’210° IB’超前Ib’210° IC’超前Ic’210° 因变压器绕组是Yn△11接线，保护装置计算差流平衡时，需要进行相位补偿，补偿方式是通过 IA”= IA’- IB’= √3I/k1∠30° IB”= IB’- IC’= √3I/k1∠-90° IC”= IC’- IA’= √3I/k1∠150° 保护装置计算副边侧电流时无需相位补偿 Ia”=Ia’=-k2Ia=√3kk2I∠150°, Ib”= Ib’=-k2Ic =√3kk2I∠30°, Ic”=Ic’=-k2Ib=√3kk2I∠-90° Ia”、 Ib”、 Ic” 为保护装置采集到的副边电流相量。可以得出 IA”与Ia”角度相差120° IB”与Ib”角度相差120° IC”与Ic”角度相差120° 由此可以得出，因为原边输入达到保护装置经过保护装置相位补偿后的相量与副边保护装置测得的相量角度相差120°，两次电流无法通过调整平衡系数的方法将差流调平衡，保护装置带负荷后始终存在差流。 4 结论： 综上所述，可以看出，不论变压器原边接入的是正序还是负序电源，保护装置经过相位补偿后，原边侧和副边侧的相位相差180°，均可通过平衡系数调节使保护差流平衡。不同的是一次接入为正序电源时，原边输入保护装置的二次电流与副边输入保护装置的角度为原边超前副边150°，一次接入为负序电源时原边输入保护装置的二次电流与副边输入保护装置的角度为原边超前副边210°。如果原边接入负序电源，原、副边二次电流接入保护装置时将负序电流调成正序电流时，原边输入保护装置的二次电流与副边输入保护装置的角度为原边超前副边210°，但保护装置经过相位补偿后，原边侧和副边侧的相位相差120°，无法通过平衡系数调整的方法将差流调平衡。 因此无论主变一次接入时正相序，还是负相序，均不允许将电流二次回路相序调整。