第４２卷 ２０１４年１２月 云南电力技术 Ｖｏ１．４２ Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．２０１４ ＹＵＮＮＡＮ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ 变压器一侧相间故障电压变化分析 王艾婷 （云南电网公司怒江供电局，云南怒江６７３１００） 摘要：以某变电站ＹＮ，ｄｌ１变压器中压侧ＢＣ相及低压侧ｂｃ相间故障为例。通过公式计算、向量分析、及仿真模型验 证，总结出ＹＮ，ｄｌ１变压器相间故障时，相电压的变化规律。＇３ ＹＮ，ｄ１１其中一侧相间故障时，结合电压变化规律及 －现场波形记录，能更加准确、迅速地判断出设备的故障情况，为现场赢得了宝贵的故障处理时间，保障了设备的安全稳 定运行。 关键词：继电保护；电压；相间故障；主变模型 Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ ＹＮ，ｄｌ ｌ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ Ｆａｕｌｔ ｗｉｔｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｈａｎｇｅ ＷＡＮＧ Ａｉｒｉｎｇ （Ｎｕｊｉａｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｂｕｒｅａｕ，Ｙｕｎｎａｎ Ｐｏｗｅｒ Ｇｒｉｄ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎｕｊｉａｎｇ，Ｙｕｎｎａｎ ６７３ １００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ ａ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ＹＮ，ｄｌ １ ＢＣ ｐｈａｓｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｉｄｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｏｗ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｉｄｅ ｂｃ—ｐｈａｓｅ ｆａｕｌｔ，ｆｏｒ ｅｘ— ａｍｐｌｅ．Ｂｙ ｆｏｒｍｕｌａ，ｖｅｃｔｏｒ ａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ，Ｓｕｍｍｅｄ ＹＮ，ｗｈｅｎ ｄｌ １ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｐｈａｓｅ ｆａｕｌｔ，ｐｈａｓｅ ｖｏｌｔ— ａｇｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ．Ｗｈｅｎ ＹＮ，ｄｌ １ ｏｎｅ ｓｉｄｅ ｐｈａｓｅ ｆａｕｌｔ，Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｖｏｌｔａｇｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｉｅｌｄ ｗａｖｅｆｏｒｍ．ｒｅｃｏｒｄ，Ｃａｎ ｂｅ ｍｏｒｅ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ａｎｄ ｑｕｉｃｋｌｙ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，Ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｃｅｎｅ ｔｏ ｗｉｎ ａ ｖａｌｕａｂｌｅ ｔｒｏｕｂｌｅｓｈｏｏｔｉｎｇ ｔｉｍｅ，Ｔｏ ｐｒｏｔｅｃｔ ｔｈｅ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｖｏｈａｇｅ；ｐｈａｓｅ ｆａｕｌｔ；，ｍａｉｎ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｍｏｄｅｌ 中图分类号：ＴＭ４４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００６－７３４５（２０１４）０６—０１３９－０４ Ｕ 刖舌 备的安全稳定运行。 某２２０ ｋＶ变电站进行倒母线操作，操作合上 某隔离开关。由于该隔离开关垂直连杆与抱箍紧 １ ＹＮ侧ＢＣ相短路 １．１公式计算及向量分析 固方式不合理，导致合闸不到位，拉开隔离开关 进行了第二次合闸，第二次手动合闸后，某隔离 开关Ｂ相动静触头接触压力及接触面积均不足， 接触电阻较大。 Ｂ相动静触头接触不良导致的热效应逐渐累 分析ＹＮ，ｄｌ １接线组别变压器不对称故障时 两侧电压的关系，分析采用标幺值，并省去标幺 符号“ ”。正序分量的电压可以从变压器的一 侧传变到另一侧，关于正序分量传变，当ＹＮ侧 短路故障时，关系式 Ｕ ＝（Ｕ ＋ ， Ｘ ）ｅ ａ １ 、 Ａ １ Ａ Ｔ１ １ （１、 ） 积，使得动静触头产生热熔现．产生间歇性的火 花放电，并伴随有大量烟雾。造成Ｂ、Ｃ相间短 路。２２０ ｋＶ某变电站１１０ ｋＶ母差保护动作跳闸， 跳开１ １０ ｋＶ Ｉ母上所有运行的断路器。 式中：， ．为ＹＮ侧流出变压器正序电流标幺 值，ＸＴ１为变压器正序阻抗标幺值。 关于负序分量传变，当ＹＮ侧短路故障时， 关系式 Ｕ ２＝（ＵＡ２＋Ｊ．，＾２ Ｘ ）ｅ （２） 通过故障录波图．从波形已经可以清楚地判 断出保护装置正确动作，故障发生在ＹＮ，ｄｌ１的 中压侧Ｂｃ相故障，低压（ｄｌ１侧）ｂ相电压 消失。 以下通过对ＹＮ．ｄｌ １变压器相间故障进行公 式计算、向量分析、仿真模型全面、深入的研究。 式中：，． 为ＹＮ侧流出变压器负序电流标幺 值。ＸＴ２为变压器正序阻抗标幺值。［１－５］ １．１．１ ＢＣ相短路计算及分析 总结出故障时电压的变化规律。以便提高现场故 障处理人员对故障的分析及处理能力，保证了设 ＹＮ，ｄｌ１接线变压器在ＹＮ侧ＢＣ相短路． 】３９ 第４２卷 变压器一侧相间故障电压变化分析 ２０１４年第６期 ２．１ 公式计算及向量分析 分析ＹＮ。ｄｌ １接线组别变压器不对称故障时 两侧电压的关系，分析采用标幺值，并省去标幺 符号“ ”。正序分量的电压可以从变压器的一 侧传变到另一侧，关于正序分量传变，当ｄ侧短 路故障时，关系式 Ｕ ＝（Ｕ ．＋ ，。。Ｘ ．）ｅ 。 （９） 式中：，．为ｄ侧流出变压器正序电流标幺值。 关于负序分量传变，当ｄ侧短路故障时，关 系式 Ｕ ：＝（ ２＋ ，， Ｘ ） （１０） 式中：， 为ｄ侧流出变压器负序电流标幺值。 ２．１．１ ｂｃ相短路公式计算及分析 如图７所示ＹＮ．ｄｌ１接线变压器在ｄ侧ｂｃ 相短路时，ａ相电压满足Ｕ ＝ ：。 Ａ 电 源Ｂ 侧 Ｃ 图７ ＹＮ，ｄｌ１在ｄ侧ｂｃ相短路 ｄ侧ｂｃ相短路时，ｄ侧电压向量关系，如图 ８所示。 Ｕ酏 Ｉ ＋ ｉ ｉ— Ｕｈ２ｄ Ｕｃ怂 Ｕｈ＾Ｕｍ ｕ ＝ｕｍ ｛ｕａＡ 图８ ｄ侧ｂｃ相短路ｄ侧电压向量关系 当ｄ侧ｂｃ相短跏寸．ｄ侧三相电压计算公式为： ＝Ｕａｌ＋Ｕ ２＝２ Ｕ １ （１１） Ｕ ＝ 。＋ ：＝ 。＋。Ｄ 一Ｖ 。＝一 ａ （１２） ＝ ＋ ＋ａ Ｕ￣２＝一 一 ａ （１３） 当ｄ侧ｂｃ相短路时，ＹＮ侧电压向量关系， 如图９所示。 图９ ｄ侧ｂｃ相短路ＹＮ侧向量关系 当ｄ侧ｂｃ相短路时．ＹＮ侧三相电压计算公 式为： ＝（ 。＋ｆｌ 。 。）ｅ＿Ｊ如。＋（ ＋ｆｌ ） ＝ （１４） ＝ａ２（ 。＋ｆｉ ）ｅ，３ ＋口（ ＋ 支 ）ｅ— 一 警 （１５） ＝ｎ（ ．＋ｆｌ 。支 ） 。。＋ｎ （ ＋ 支 ）ｅ＿Ｊ ２÷ ｉ（２） ：一 。 （１６） ２．１．２ ｂｃ相短路仿真及分析 以某２２０ ｋＶ变电站某变压器中低压侧ＹＮ，ｄｌｌ 进行建模，故障模型如图１０所示，其中ＴＡ高压侧 是１ ２００／５，中压侧是２ ４００／５，低压侧是７ ５００／５。 １ １０ ｋＶ侧为大电源，系统侧阻抗相对于变压器而言， 忽略不计；３５ ｋＶ｛￣４ＸＣｂ两相故障，由变压器供给短 路点的电流不受３５ ｋＶ倾ｌＩ系统的影响 图１０ ｄ侧ｂｃ相故障模型 通过故障模型进行仿真，在系统侧阻抗相对 １４１ ２０１４年第６期 云南电力技术 第４２卷 于变压器而言，忽略不计的情况下，在低压侧电 压波形如图１１所示： 降时，该相电压为零，如果计及内部电抗压降时， 其电压值为图３中的一２，其它两相电压较高，相 角差接近１８０度（不计内电抗压降为１８０度）。 ４ 结束语 本文对变电站ＹＮ，ｄｌ １两侧相问故障进行了 图１１ ｄ侧ｂｃ相故障低压侧电压波形 ） 分析研究，总结出两侧相间故障时，电压的变化 规律。全面提升了现场故障处理人员对变电站 在忽略图９中Ａ＝ √３ 。值不计时，此波形 ＹＮ，ｄｌ １两侧相问故障的分析处理能力，使理论 及实践更加紧密地结合在一起，保障了设备的安 全稳定运行。 参考文献 罗士萍．微机保护实现原理及装置［Ｍ］．北京：中国电 力ＨＪ版社．２００１． 与公式计算（１ １） （１２） （１３）、图８向量分析 一致。 通过故障仿真模型进行仿真，其中压侧电压 波形如图ｌ２所示： ［２］ 何奔腾，等．一种变压器差动保护的新原理［Ｃ］．第１３ 届电自专业年会论文集．１９９７． ［３］ 熊列彬，陈小川Ｉ，陈德明，等．秦沈线变压器差动保护误 动作原因分析『Ｊ］．电力系统自动化，２００５，２９（８）： 图１２ ｄ侧ｂｃ相故障中压侧电压波形 １Ｏ４一ｌ０７． 冈ｌ２波形所示与计算公式（１４） （１６）、图９向量罔分析一致。 （１５） ［４］ 王国光．变电站综合自动化系统二次回路及运行维护 『Ｊ］．中国电力出版社．２００５． ３相间故障电压分析 以上对ＹＮ，ｄｌ１变压器ＢＣ相间故障分析计 算，同理可以分析出ＡＢ、ＣＡ相间故障。以下对 两侧相问故障进行分析总结。 ３．１ ｄ侧相间故障分析 ［５］ ［６］ ［７］ 国家电力调度通信中心编著．国家电网公司继电保护培洲 教材［Ｍ］．北京：中国电力出版社，２００９． 陈珩．电力系统稳态分析『Ｍ］．北京：中国电力Ｈｊ版 社．２００７． 夏道止，等．电力系统分析［Ｍ］．北京：中国电力出版 社．２００４． 如果考虑变压器内部电抗的压降．ＹＮ侧与ｄ ［８］ 王维俭．电气主没备继电保护原理与运行ｆ Ｍ］．北京： 中国电力出版社．１９９６． 侧两故障相对应的两相中的滞后相电压最低，等 于一个较小的数值．若不计及变压器内部电抗压 ［９］ 电力变压器试验报告『ｚ］．上海：ＡＢＢ变压器有限公司． ［１Ｏ］ 西南电力设计院．５００ ｋＶ某变电站工程电气部分施工图 『Ｚ］． 降时，该相电压为零，如果计及内部电抗压降时， 其电压值为图９中的一２．其它两相电压较高，相 角差接近１８０度（不计内电抗压降为１８０度）。 ３．２ ＹＮ侧故障分析 如果考虑变压器内部电抗的压降．ｄ侧与ＹＮ 收稿日期：２０１４—１０—３０ 作者简介： 王艾婷（１９８３），女，工程师，云南电网有限责任公司怒江 供电局，从事电气工程及其自动化专业工作（ｅ—ｍａｉｌ）７８８４９４５７ ＠ｑｑ．Ｃｏｒｎ。 侧两故障相对应的两相中的超前相电压最低，等 于一个较小的数值，若不计及变压器内部电抗压 盥 逝啦盥 迎 啦 逝妊逝 啦 坐 出妇 逝 坐韭业出妇 啦 夸；｝ 妇船坐 ｉ 《云南电力技术》网上投稿页面：ｈｔｔｐ：／／ｙｎｄｌｊｓ．ｃｎｊｏｕｒｎａｌｓ．Ｃｒｌ。欢迎广大读者《 ；通过“作者登录”投稿！ 《 诗 芥芥芥恭乔带芥芥芥芥芥 芥 奄搴蒂司ｓ芥恭恭恭蒂夺芥芥．芾恭带带恭帮琴芾恭铆ｓ芥．夺芥币带带带芥芥 １４２