變壓器縱差保護(hù)仿真

1、變壓器縱差保護(hù)仿真 本保護(hù)仿真以變壓器中壓側(cè)發(fā)生保護(hù)區(qū)內(nèi)外故障時(shí)為例，仿真對(duì)象在模型左側(cè)110kV出口處的三繞組變壓器T31，該變壓器各電壓等級(jí)側(cè)均有自己的斷路器（QF1、QF3、QF4），且各側(cè)電流均只采用A相差動(dòng)電流和制動(dòng)電流，故障的仿真時(shí)間均定為0.6s，仿真時(shí)兩臺(tái)三繞組主變（T31與T32）并列運(yùn)行。 在已建立的變電站系統(tǒng)模型上將短路模塊接入該變壓器35kV中壓側(cè)保護(hù)區(qū)內(nèi)和區(qū)外，增設(shè)內(nèi)外故障模擬模塊，即Fault（IN）和Fault（OUT），用于模擬差動(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)外的各類故障情況。建立模型如圖6.6所示：圖1 110kV變電站變壓器中壓側(cè)差動(dòng)保護(hù)Simulink模型 為仿真三繞組變壓器

2、比率制動(dòng)式縱差保護(hù)區(qū)內(nèi)外故障時(shí)的電流，在原先模型上增加運(yùn)算及示波器模塊如圖第 7 頁 共 35 頁軌道交通110kV變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)圖2 變壓器中壓側(cè)保護(hù)區(qū)內(nèi)、外故障仿真時(shí)增加的運(yùn)算及示波器模塊 考慮到110/35/10的變壓器變比，對(duì)中壓側(cè)和低壓側(cè)A相電流進(jìn)行適當(dāng)增益，使得各側(cè)A相電流幅值大小相仿。 另外該變壓器中存在Y/聯(lián)接方式，故Y側(cè)電流滯后側(cè)電流30º,所以對(duì)低壓側(cè)A相電流采用適當(dāng)?shù)臅r(shí)間延時(shí),使得正常運(yùn)行時(shí)的各側(cè)A相電流相位一致,因?yàn)楣ゎl為50Hz，一個(gè)電流周期為0.02s，為使側(cè)電流延遲30°，可延時(shí)0.0230/360=0.00167s即可。延時(shí)設(shè)置界面如圖圖

3、3 側(cè)A相電流延時(shí)模塊參數(shù)設(shè)置頁 差動(dòng)電流理論表達(dá)式為變壓器兩側(cè)二次側(cè)電流之和的絕對(duì)值，制動(dòng)電流理論上取變壓器兩側(cè)二次電流之差的絕對(duì)值的一半，而仿真測量模塊V-I工作原理實(shí)際為監(jiān)控電流一次側(cè)值。當(dāng)內(nèi)部故障發(fā)生時(shí)，因兩個(gè)測量模塊所測一次側(cè)短路電流均流向內(nèi)部故障點(diǎn)，實(shí)際短路電流方向相反，因而差動(dòng)電流為 Id=Iah+Ial-Iam ，使保護(hù)能夠靈敏動(dòng)作，其中Iah是高壓側(cè)A相短路電流,Ial是低壓側(cè)A相短路電流,Iam是中壓側(cè)A相短路電流。外部故障時(shí)，測量模塊所測一次側(cè)短路電流均流向外部故障點(diǎn)，方向相同，因而制動(dòng)電流取為Ires=(Iah+Iam+Ial)/2，此時(shí)，差動(dòng)電流Id為較小的不平衡電流

4、，制動(dòng)電流Ires有較強(qiáng)的制動(dòng)作用。 當(dāng)兩臺(tái)變壓器T31、T32并列運(yùn)行，設(shè)置斷路器QF1、QF2、QF3、QF4切換時(shí)間為0s。如上面接線圖所示，故障模塊Fault（IN）接在所測三繞組變壓器T31的中壓側(cè)保護(hù)區(qū)內(nèi)部，為內(nèi)部故障模塊，故障模塊Fault（OUT）接在T31的保護(hù)區(qū)外部，為外部故障模塊。設(shè)置保護(hù)區(qū)其內(nèi)部故障模塊Fault（IN）在0.20.4s時(shí)間段內(nèi)發(fā)生單相接地短路故障，并且區(qū)外部故障模塊Fault（OUT）不動(dòng)作。其中Fault（IN）故障模塊設(shè)置如圖圖3內(nèi)部故障FaultIN發(fā)生單相接地短路時(shí)的參數(shù)設(shè)置界面 運(yùn)行仿真，由示波器scope1得到下圖波形：第 9 頁 共 35

5、 頁軌道交通110kV變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)圖4 中壓側(cè)內(nèi)部發(fā)生單相接地短路故障電流波形圖 由上圖可見：三繞組變壓器T31中壓側(cè)保護(hù)區(qū)內(nèi)部發(fā)生單相接地短路故障時(shí)，差動(dòng)電流Id明顯大于制動(dòng)電流Ires，則保護(hù)可以可靠啟動(dòng)。 當(dāng)中壓繞組外部故障Fault（OUT）設(shè)置為在0.20.4s內(nèi)發(fā)生單相接地短路，并且內(nèi)部故障Fault（IN）切換時(shí)間大于仿真時(shí)間，F(xiàn)ault（OUT）設(shè)置如Fault（IN）一致，運(yùn)行仿真得到如圖波形：圖5 中壓側(cè)保護(hù)區(qū)外側(cè)發(fā)生單相接地短路時(shí)的電流波形圖 顯然制動(dòng)電流Ires大于差動(dòng)電流Id，即保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。 將中壓繞組區(qū)內(nèi)故障Fault（IN）設(shè)置為在0.20.4s內(nèi)發(fā)生三相短路，并且外部故障Fault（OUT）不動(dòng)作時(shí)，F(xiàn)ault（IN）設(shè)置如圖6.12：圖6 內(nèi)部故障Fault（IN）發(fā)生三相短路時(shí)的參數(shù)設(shè)置界面 運(yùn)行仿真，由示波器scope1得到圖波形：圖7 中壓側(cè)內(nèi)部發(fā)生三相短路故障電流波形圖 顯然：差動(dòng)電流Id明顯大于制動(dòng)電流Ires，則保護(hù)可以可靠啟動(dòng)。 當(dāng)設(shè)置中壓繞組外部故障Fault（OUT）為在0.20.4