能源化工]发电厂主变压器复合电压方向过流保护原理与整定

发电厂主变压器复合电压（方向）过流保护原理与整定

作者：周玉彩

一、主变压器复合电压（方向）过流保护的原理

复合电压过流保护复合电压启动部分由负序过电压与低电压元件组成。在微机保护中，接入微机保护装置的三个相电压或三个线电压，负序过电压与低电压功能由算法实现。过电流元件的实现通过接入三线电流由算法实现，二者相与构成复合电压启动过电流保护。在微机保护装置中，加设相间短路保护并在保护上设置相间功率方向，使此保护形成了复合电压（方向）过流保护。该保护动作可靠、准确为此在工程中现广泛使用。

1、过流保护

过流保护作为变压器或相邻元件的后备保护，复合电压闭锁和方向元件闭锁

均可投退。 过流元件接入三相电流，当任一相电流满足下列条件时，过流元件动作。

op I I ，其中op I 为动作电流整定值。

2、复合电压元件

对某侧过流保护可通过整定相关定值控制字选择是否经复合电压启动或仅

由本侧复合电压启动还是可由多侧复合电压启动。例如对于高压侧后备保护，定值“过流一段复压控制字” 整定为“0”时 ，表示高压侧过流保护一段退出其复合电压元件，不经复合电压闭锁；整定为“1”时 ，表示高压侧过流保护一段仅由本侧复合电压启动；整定为“2”时 ，表示高压侧过流保护一段由多侧复合电压启动，任一侧复合电压动作均可启动高压侧过流保护一段。

3、 相间功率方向元件

3.1方向元件TA 与TV 的极性接线图

相间功率方向元件采用90°接线方式，接入保护装置的TA 和TV 极性如图1

所示，TA 正极性端在母线侧。

对各段过流保护可通过整定相关定值（控制字）选择是否带方向或方向指

向变压器还是方向指向母线。当相间方向元件TA 、TV 接线极性符合图1所示接线原则时，例如对于高压侧后备保护，定值“过流一段方向控制字” 整定为“0”时 ，表示高压侧过流保护一段退出其方向元件，不带方向性；整定为“1”时 ，表示高压侧过流保护一段方向元件指向变压器；整定为“2”时 ，表示高压侧过流保护一段方向元件指向母线。

对三卷变高、中压侧相间功率方向元件的方向电压可通过整定相关定值选择

取本侧电压或对侧电压，近处三相短路时方向元件无死区。例如对于高压侧后备保护，定值“过流一段方向电压” 整定为“0”时 ，表示高压侧过流保护一段方向元件的方向电压取本侧电压；整定为“1”时 ，表示高压侧过流保护一段方向元件的方向电压取中压侧电压。

以方向指向变压器时来说，相间方向的灵敏角可通过整定相关定值选择为

-30º或-45º（当方向指向母线，则灵敏角则对应为150º或135º）。例如对于高压侧后备保护，定值“过流一段方向灵敏角” 整定为“0”时 ，表示高压侧过流保护一段方向元件的灵敏角当方向指向变压器时为-30º（当方向指向母线时则对应为150º）；整定为“1”时 ，表示高压侧过流保护一段方向元件的灵敏角当方向指向变压器时为-45

º（当方向指向母线时则对应为135º）。

高压侧

低压侧

相间方向元件TA 与TV 的极性接线图

3.2方向元件判据方程

相间方向元件的动作判据方程为(以A I

，BC U 为例)： []

0>⋅⋅-sen j A BC e e ˆR ϕI U

[]e R 表示取向量的实部，其中sen ϕ为灵敏角。

3.3方向元件动作特性

当相间方向元件TA 、TV 接线极性符合图1所示接线原则，且相应“方向灵

敏角”定值为“1”时，“方向指向”定值为“1”时，方向指向变压器，灵敏角为

-45°；“方向指向”定值为“0”时，方向指向母线，灵敏角为135°，相间功率方向元件的动作特性如图2所示。

（a ） 方向指向变压器时的动作区(阴影侧) （b ） 方向指向母线时的动作区(阴影侧)

图2 相间功率方向指向不同时各自的动作区

注意：以上所示的相间功率方向动作特性均是基于相间方向元件TA 、TV 接

线极性符合图1所示接线原则情况下的。否则以上说明将与实际情况不符。

3.4 TV检修对复压元件、方向元件的影响

当某侧TV检修或旁路代路未切换TV时，为保证该侧后备保护的正确动作，需退出该侧“电压硬压板”。

装置设有定值“电压退出后方向与零压”来控制该侧保护的方向元件所用电压的“电压硬压板”退出时该侧方向元件的动作行为。例如对于高压侧后备保护，定值“电压退出后方向与零压”，整定为“0”时，当高压侧过流保护的方向元件所用的“电压硬压板”退出后，高压侧过流保护的方向元件不满足条件，闭锁高压侧过流保护；整定为“1”时，当高压侧过流保护的方向元件所用的“电压硬压板”退出后，高压侧过流保护的方向元件条件满足，开放高压侧过流保护。

装置对各侧的过流保护设有定值“电压退出后复压元件”来控制该侧过流保护的复压元件所用电压在某侧电压压板退出时该侧过流保护复压元件的动作行为。例如对于高压侧后备保护，如2所述，当定值“电压退出后复压元件”整定为“0”时，当高压侧过流保护的复压元件所取电压侧中的某侧电压退出时，该侧复合电压判别不动作，若高压侧过流保护仅由该侧复合电压启动，则此时复压元件不满足条件，闭锁高压侧过流保护，若高压侧过流保护由多侧复合电压启动，则此时高压侧过流保护需由其它侧复合电压启动；整定为“1”时，当高压侧过流保护的复压元件所取电压侧中的某侧电压退出时，该侧复合电压判别动作，高压侧过流保护的复压元件条件满足，开放高压侧过流保护。

3.5 TV异常对复压元件、方向元件的影响

装置对各侧的保护设有定值“TV异常后方向与零压”来控制该侧的保护的方向元件所用电压出现TV异常时该侧方向元件的动作行为。例如对于高压侧后备保护，定值“TV异常后方向与零压”整定为“0”时，当高压侧过流保护的方向元件所用的电压出现TV异常时，高压侧过流保护的方向元件不满足条件，闭锁高压侧过流保护；整定为“1”时，当高压侧过流保护的方向元件所用的电压出现TV异常时，高压侧过流保护的方向元件满足条件，开放高压侧过流保护。

装置对各侧的过流保护设有定值“TV断线后复压元件”来控制该侧过流保护的复压元件所用电压在某侧TV断线时该侧过流保护复压元件的动作行为。例如对于高压侧后备保护，如2所述，当定值“TV断线后复压元件”整定为“0”时，当高压侧过流保护的复压元件所取电压侧中的某侧TV断线时，该侧复合电压判别不动作，若高压侧过流保护仅由该侧复合电压启动，则此时复压元件不满足条件，闭锁高压侧过流保护，若高压侧过流保护由多侧复合电压启动，则此时高压侧过流保护需由其它侧复合电压启动；整定为“1”时，当高压侧过流保护的复压元件所取电压侧中的某侧TV断线时，该侧复合电压判别动作，高压侧过流保护的复压元件条件满足，开放高压侧过流保护。

二、WFB-800A微机变压器复合电压（方向）过流保护逻辑框图

复合电压方向过流保护启动条件：

当复压元件、方向元件、过流元件均满足启动定值时，启动元件动作。