基于零序电流分布的自耦变压器电流保护分析
2011-07-18张连杰
通信电源技术 2011年6期
张连杰
(广东电网公司珠海供电局,广东 珠海519000)
0 引 言
在变电站,广泛应用三相独立、自耦降压式变压器。由于自耦变压器高、中压侧中性点必须直接接地,且有共同的接地中性点,零序电流可在高、中压侧系统之间流动。因此,自耦变压器零序保护有许多不同于普通变压器保护的特点,下面就这些特殊性进行探讨。
1 零序电流分布
当高压侧发生单相接地时,自耦变压器中零序电流的分布如图1所示,图中,IG0、IZ0、Id0分别为自耦变压器高压侧、中压侧、低压侧的零序电流,Igg0为公共绕组的零序电流,IZX为中性点的零序电流。
经分析可得[1]:

式中,IZX为流经中性点的零序电流;IG0为自耦变压器高压侧零序电流;kGZ为自耦变压器高、中压变比;XZ0为自耦变压器中压侧的零序电抗;XD0为自耦变压器低压侧的零序电抗;XN0为中压侧的系统零序电抗。
根据公式(2),当自耦变压器高压侧发生单相接地短路时,中性点零序电流的大小和方向,都将随着中压侧系统零序阻抗而变化。如果XSN0+XZ0>(kGZ-1)XD0,则中性点电流IZX与图中所标的方向相同;如果XSN0+XZ0<(kGZ-1)XD0,则中性点电流IZX与图中所标的方向相反,中性点电流的相位将改变180°。特别是,如果XSN0+XZ0=(kGZ-1)XD0,则不管高压侧零序电流有多大,流经中性点的零序电流都为零。

图1 自耦变压器三相零序电流分布
2 零序电流保护
根据上述分析,自耦变压器高压侧发生接地故障时,流经中性点的零序电流与中压侧系统阻抗有很大关系,不能明确地反映故障的方向和严重程度。
而根据公式(1),流经自耦变压器中压侧的零序电流的大小,尽管随中压侧系统零序阻抗的变化而变化,但其方向不变。……
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