分析了干式變壓器比率差動保護(hù)運(yùn)行速度慢的原因及差動電流速斷保護(hù)應(yīng)用中遇到的問題。根據(jù)故障時(shí)差動保護(hù)動作電流與制動電流的比值關(guān)系，提出了通過增加快速動作區(qū)來解決差動保護(hù)快速動作問題的方案。數(shù)值仿真驗(yàn)證了該方案能有效提高該地區(qū)嚴(yán)重故障下差動保護(hù)的運(yùn)行速度。1.引言縱比制動差動保護(hù)(以下簡稱縱差保護(hù)或差動保護(hù))是干式變壓器的主要保護(hù)。其正確動作關(guān)系到干式變壓器的安全和經(jīng)濟(jì)效益，其動作速度關(guān)系到干式變壓器的安全和電網(wǎng)的穩(wěn)定。為了防止差動保護(hù)因勵(lì)磁涌流而誤動作，差動保護(hù)常增加二次諧波閉鎖。采用二次諧波閉鎖后，由于諧波對該區(qū)域嚴(yán)重故障的影響，差動保護(hù)往往會延遲動作。對于大容量干式變壓器，為了保證空投式干式變壓器的差動保護(hù)不發(fā)生故障，往往需要降低二次諧波的制動系數(shù)(一般為15%)，二次諧波制動系數(shù)的降低進(jìn)一步延緩了該區(qū)域嚴(yán)重故障差動保護(hù)的運(yùn)行速度；此外，目前采用雙主雙后的雙保護(hù)配置，差動保護(hù)也應(yīng)采用以前用作后備保護(hù)的非TYP變壓器。為了提高差動保護(hù)的可靠性，差動保護(hù)增加了抗區(qū)外故障CT飽和的閉鎖邏輯，進(jìn)一步延遲了干式變壓器差動保護(hù)區(qū)嚴(yán)重故障的動作時(shí)間。為了保證干式變壓器的安全和該區(qū)域發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，有必要提高干式變壓器區(qū)域發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)差動保護(hù)的運(yùn)行速度。2.差動電流斷線保護(hù)應(yīng)用中遇到的問題為了提高干式變壓器內(nèi)部故障嚴(yán)重時(shí)差動保護(hù)的運(yùn)行速度，干式變壓器保護(hù)一般配置差動電流斷線保護(hù)。但差動電流開斷保護(hù)的動作電流是根據(jù)干式變壓器避免空載合閘時(shí)的較大勵(lì)磁涌流設(shè)定的，這使得其在應(yīng)用中遇到以下問題：(1)干式變壓器空載合閘時(shí)的較大勵(lì)磁涌流難以獲得，一般是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值設(shè)定的，不能保證空投式干式變壓器不誤動作的可靠性。(2)如果整定值過大，雖然保證空投干式變壓器可靠不誤動作，但在干式變壓器嚴(yán)重故障時(shí)，可能會因差動電流達(dá)不到整定值而無法運(yùn)行，無法起到保護(hù)作用。(3)如果設(shè)定值太小，空投正常干式變壓器可能發(fā)生故障。即使空投干式變壓器可靠，不發(fā)生故障，但當(dāng)區(qū)外故障CT飽和時(shí)，也可能發(fā)生故障，影響系統(tǒng)運(yùn)行。3.提高差動保護(hù)動作速度的方案(1)差動保護(hù)動作電流與制動電流的比值為了簡單分析問題，將所有兩個(gè)以上端子的干式變壓器等效為一個(gè)兩端子系統(tǒng)，并以兩端子系統(tǒng)為例，分析故障時(shí)差動保護(hù)動作電流與制動電流的比值關(guān)系。假設(shè)EM為送電端，EN為受電端，發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，兩端的系統(tǒng)阻抗角基本相同。圖1為等效雙端系統(tǒng)，圖2為該區(qū)域發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)兩側(cè)電流矢量圖，其中為兩側(cè)電源夾角，為等效系統(tǒng)阻抗角。

根據(jù)中的參考方向 #p#分頁標(biāo)題#e#

較好個(gè)區(qū)域是A 1.1的快速動作區(qū)，其中差動保護(hù)可以不考慮任何閉鎖邏輯；第二區(qū)為A 1的作用區(qū)，該區(qū)應(yīng)考慮區(qū)外斷層的涌流、TA斷線、TA飽和的影響，第三區(qū)為A 1的作用區(qū)，該區(qū)應(yīng)考慮區(qū)外斷層的涌流、TA斷線、TA飽和的影響。在原有差動保護(hù)動作特性的基礎(chǔ)上，設(shè)置了差動保護(hù)快速動作段。由于A 1.1不需要任何閉鎖邏輯，干式變壓器區(qū)發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)差動保護(hù)的動作時(shí)間由故障電流決定，并采用算法。如果采用快速算法，其典型動作時(shí)間約為10 ms，可以快速排除干式變壓器區(qū)域的嚴(yán)重故障，保證干式變壓器的安全和電網(wǎng)的穩(wěn)定。該動作段的動作邏輯如下：

差動保護(hù)的快速動作部分不需要用戶設(shè)置。增加差動保護(hù)快速動作段后，雙面供電的大容量干式變壓器可考慮差動電流開斷保護(hù)，減少整定計(jì)算帶來的麻煩。(3)數(shù)值模擬試驗(yàn)結(jié)果

數(shù)模測試系統(tǒng)接線示意圖如圖5所示。高壓側(cè)為3/2接線，中壓側(cè)為雙母線，低壓側(cè)裝有電抗器和電容器。在圖6中，縱坐標(biāo)中的電流單位是安培，橫坐標(biāo)是采樣點(diǎn)數(shù)(在一個(gè)電流周期中收集24個(gè)點(diǎn))。圖6中黑色為差動保護(hù)快速動作段的動作曲線，動作時(shí)間為12ms。“逐個(gè)”為差動保護(hù)的動作線，動作時(shí)間為28.5ms，圖7中，縱坐標(biāo)的電流單位為安培，橫坐標(biāo)為采樣點(diǎn)數(shù)(一個(gè)電流周期采集24個(gè)點(diǎn))。圖7中“逐個(gè)”為差動保護(hù)快速動作段的動作線，黑色為差動流量中斷的動作線，動作時(shí)間為12ms。發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，由于一側(cè)CT飽和，A相差動電流達(dá)到額定電流的16倍，A相差動電流分?jǐn)啾Ｗo(hù)動作，差動保護(hù)快速動作段不可靠動作。4.結(jié)論：分析了差動保護(hù)動作緩慢的主要原因及差動電流速斷保護(hù)應(yīng)用中遇到的問題。通過分析不同故障下差動保護(hù)動作電流與制動電流的關(guān)系，提出了一種快速切除干式變壓器內(nèi)部故障的差動保護(hù)動作邏輯，實(shí)現(xiàn)了快速切除

除干式變壓器內(nèi)部嚴(yán)重故障的目的，保證了干式變壓器的安全運(yùn)行和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。在增加了差動保護(hù)的快速動作段后，對于多側(cè)電源的大容量干式變壓器可以考慮不配置差流速斷保護(hù)。