王艾婷

(云南電網公司怒江供電局，云南 怒江 673100)

變壓器一側相間故障電壓變化分析

王艾婷

(云南電網公司怒江供電局，云南 怒江 673100)

以某變電站YN，d11變壓器中壓側BC相及低壓側bc相間故障為例。通過公式計算、向量分析、及仿真模型驗證，總結出YN，d11變壓器相間故障時，相電壓的變化規(guī)律。當YN，d11其中一側相間故障時，結合電壓變化規(guī)律及現(xiàn)場波形記錄，能更加準確、迅速地判斷出設備的故障情況，為現(xiàn)場贏得了寶貴的故障處理時間，保障了設備的安全穩(wěn)定運行。

繼電保護；電壓；相間故障；主變模型

0 前言

某220 kV變電站進行倒母線操作，操作合上某隔離開關，由于該隔離開關垂直連桿與抱箍緊固方式不合理，導致合閘不到位，拉開隔離開關進行了第二次合閘，第二次手動合閘后，某隔離開關B相動靜觸頭接觸壓力及接觸面積均不足，接觸電阻較大。

B相動靜觸頭接觸不良導致的熱效應逐漸累積，使得動靜觸頭產生熱熔現(xiàn)，產生間歇性的火花放電，并伴隨有大量煙霧。造成B、C相間短路。220 kV某變電站110 kV母差保護動作跳閘，跳開110 kV I母上所有運行的斷路器。

通過故障錄波圖，從波形已經可以清楚地判斷出保護裝置正確動作，故障發(fā)生在YN，d11的中壓側BC相故障，低壓 (d11側)b相電壓消失。

以下通過對YN，d11變壓器相間故障進行公式計算、向量分析、仿真模型全面、深入的研究。總結出故障時電壓的變化規(guī)律，以便提高現(xiàn)場故障處理人員對故障的分析及處理能力，保證了設備的安全穩(wěn)定運行。

1 YN側BC相短路

1.1 公式計算及向量分析

分析YN，d11接線組別變壓器不對稱故障時兩側電壓的關系，分析采用標幺值，并省去標幺符號 “?”。正序分量的電壓可以從變壓器的一側傳變到另一側，關于正序分量傳變，當YN側短路故障時，關系式

式中：I.

A1為YN側流出變壓器正序電流標幺值，XT1為變壓器正序阻抗標幺值。

關于負序分量傳變，當YN側短路故障時，關系式

式中：I.

A2為YN側流出變壓器負序電流標幺值。XT2為變壓器正序阻抗標幺值。[1-5]

1.1.1 BC相短路計算及分析

YN，d11接線變壓器在YN側 BC相短路，

圖1 YN，d11在YN側BC相短路

當YN側BC相短路時，YN側電壓向量關系，如圖2所示。[6-10]

圖2 YN側BC相短路電壓向量關系

當YN側BC相短路時，YN側三相電壓計算公式為：

當YN側BC相短路時，d側電壓向量關系，如圖3所示。

圖3 YN側BC相故障d側電壓向量關系

當YN側BC相短路時，d側三相電壓計算公式為：

1.1.2 BC相短路仿真及分析

以某220 kV變電站某變壓器中低壓側YN，d11進行PSCAD建模，故障模型如圖4所示，在模型中電流互感器變比高壓側是1 200/5，中壓側是2 400/5，低壓側是7 500/5。220 kV側為大電源，系統(tǒng)側阻抗相對于變壓器而言，忽略不計；110 kV側區(qū)外兩相故障，由變壓器供給短路點的電流不受110 kV側系統(tǒng)的影響。

圖4 YN側BC相故障模型

通過故障模型進行仿真，在系統(tǒng)側阻抗相對于變壓器而言，忽略不計的情況下，在低壓側電壓波形如圖5所示：

圖5 YN側BC相故障低壓側電壓波形

通過故障仿真模型進行仿真，其中壓側電壓波形如圖6所示：

圖6 YN側BC相故障中壓側電壓波形

圖6 波形所示與計算公式 (3)(4)(5)、圖2向量圖分析一致。

2 d側bc相短路

2.1 公式計算及向量分析

分析YN，d11接線組別變壓器不對稱故障時兩側電壓的關系，分析采用標幺值，并省去標幺符號 “?”。正序分量的電壓可以從變壓器的一側傳變到另一側，關于正序分量傳變，當d側短路故障時，關系式

式中：I.

a1為d側流出變壓器正序電流標幺值。

關于負序分量傳變，當d側短路故障時，關系式

式中：I.

a2為d側流出變壓器負序電流標幺值。

2.1.1 bc相短路公式計算及分析

如圖7所示YN，d11接線變壓器在d側bc相短路時，a相電壓滿足

圖7 YN，d11在d側bc相短路

d側bc相短路時，d側電壓向量關系，如圖8所示。

圖8 d側bc相短路d側電壓向量關系

當d側bc相短路時，d側三相電壓計算公式為：

當d側bc相短路時，YN側電壓向量關系，如圖9所示。

圖9 d側bc相短路YN側向量關系

當d側bc相短路時，YN側三相電壓計算公式為：

2.1.2 bc相短路仿真及分析

以某220 kV變電站某變壓器中低壓側YN，d11進行建模，故障模型如圖10所示，其中TA高壓側是1 200/5，中壓側是2 400/5，低壓側是7 500/5。110 kV側為大電源，系統(tǒng)側阻抗相對于變壓器而言，忽略不計；35 kV側區(qū)外兩相故障，由變壓器供給短路點的電流不受35 kV側系統(tǒng)的影響。

圖10 d側bc相故障模型

通過故障模型進行仿真，在系統(tǒng)側阻抗相對于變壓器而言，忽略不計的情況下，在低壓側電壓波形如圖11所示：值不計時，此波形與公式計算 (11) (12) (13)、圖8向量分析一致。

圖11 d側bc相故障低壓側電壓波形

通過故障仿真模型進行仿真，其中壓側電壓波形如圖12所示：

在忽略圖9中

圖12 d側bc相故障中壓側電壓波形

圖12 波形所示與計算公式 (14) (15) (16)、圖9向量圖分析一致。

3 相間故障電壓分析

以上對YN，d11變壓器BC相間故障分析計算，同理可以分析出AB、CA相間故障。以下對兩側相間故障進行分析總結。

3.1 d側相間故障分析

如果考慮變壓器內部電抗的壓降，YN側與d側兩故障相對應的兩相中的滯后相電壓最低，等于一個較小的數(shù)值，若不計及變壓器內部電抗壓降時，該相電壓為零，如果計及內部電抗壓降時，其電壓值為圖9中的-2，其它兩相電壓較高，相角差接近180度 (不計內電抗壓降為180度)。

3.2 YN側故障分析

如果考慮變壓器內部電抗的壓降，d側與YN側兩故障相對應的兩相中的超前相電壓最低，等于一個較小的數(shù)值，若不計及變壓器內部電抗壓降時，該相電壓為零，如果計及內部電抗壓降時，其電壓值為圖3中的-2，其它兩相電壓較高，相角差接近180度 (不計內電抗壓降為180度)。

4 結束語

本文對變電站YN，d11兩側相間故障進行了分析研究，總結出兩側相間故障時，電壓的變化規(guī)律。全面提升了現(xiàn)場故障處理人員對變電站YN，d11兩側相間故障的分析處理能力，使理論及實踐更加緊密地結合在一起，保障了設備的安全穩(wěn)定運行。

[1] 羅士萍.微機保護實現(xiàn)原理及裝置 [M].北京：中國電力出版社，2001.

[2] 何奔騰，等.一種變壓器差動保護的新原理 [C].第13屆電自專業(yè)年會論文集，1997.

[3] 熊列彬，陳小川，陳德明，等.秦沈線變壓器差動保護誤動作原因分析 [J].電力系統(tǒng)自動化，2005，29(8)：104-107.

[4] 王國光.變電站綜合自動化系統(tǒng)二次回路及運行維護[J].中國電力出版社，2005.

[5] 國家電力調度通信中心編著.國家電網公司繼電保護培訓教材 [M].北京：中國電力出版社，2009.

[6] 陳珩.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 [M].北京：中國電力出版社，2007.

[7] 夏道止，等.電力系統(tǒng)分析 [M].北京：中國電力出版社，2004.

[8] 王維儉.電氣主設備繼電保護原理與運行 [M].北京：中國電力出版社，1996.

[9] 電力變壓器試驗報告 [Z].上海：ABB變壓器有限公司. [10] 西南電力設計院.500 kV某變電站工程電氣部分施工圖[Z].

Analysis and Discussion on YN，d11 Transformer Fault with Voltage Change

WANG Aiting
(Nujiang Power Supply Bureau，Yunnan Power Grid Co.，Ltd.，Nujiang，Yunnan 673100)

Taking a substation YN，d11 BC phase voltage side of the transformer and the low-pressure side bc-phase fault，for example.By formula，vector analysis，and simulation model verification，Summed YN，when d11 transformer phase fault，phase voltage variation.When YN，d11 one side phase fault，Combined voltage variation and field waveform record，Can be more accurately and quickly determine the fault of the equipment，F(xiàn)or the scene to win a valuable troubleshooting time，To protect the security and stability of operation of the equipment.

protection；voltage；phase fault；，main transformer model

TM44

B

1006-7345(2014)06-0139-04

2014-10-30

王艾婷 (1983)，女，工程師，云南電網有限責任公司怒江供電局，從事電氣工程及其自動化專業(yè)工作 (e-mail)78849457＠qq.com。