直流输电SVPWM仿真研究

CT 一次电流进行相位补偿；
2） 由于 I 1 、 I 2 所在侧的电压等级不同，二者的有名值不能直接进行运算，必须归算到同 一电压等级。一般的处理方法为将 I 2 归算到 I 1 侧（通常即高压侧） ； 针对以上两点，传统的方法是通过将 Y 侧的 CT 作△接，同时△侧的 CT 作 Y 接实现相位 补偿，由此而导致的 Y 侧电流放大 3 倍则结合 CT 变比的选择以及 CT 的不平衡补偿完成，最
I 2b 、 I1c 和 I 2 c 对应相之间既存在着相位的差异，大小也不相同，是不能直接进行差流运算的，为
了从理论上保证此时的差流为 0， 必须对 Y 侧电流进行相位补偿， 同时将△侧电流归算到 Y 侧后结 合 CT 变比选择进行电流大小的不平衡补偿， 1） Y 侧电流 I1a ,b ,c 相位补偿：根据变压器的钟点数作 Y→△的转换，
所以
I 2 a ,b,c (归算至CT 1一次侧) I 2 a ,b,c (归算至CT 2一次侧) U 2n U1n
步骤 3：最后将 I 2 a ,b,c (归算至CT 1一次侧) 归算到 Y 侧 CT1 的二次侧；
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a ,b , c I2
A sin B sin( ) (4) A sin C (5)
对应(4)式和(5)式表示的不等式，称为Ⅰ类、Ⅱ类判据。对于(4)式，当 0 且动作量与 制动量信号频率一致时，此式的比较与采样时刻无关，即与常规电流差动保护的判据方程完全一 致，不存在动作边界变化区的问题。对于(5)式，由于 C 为常量，则总是存在动作边界的变化区。 对图 1 所示的制动特性曲线对应的方程中，(1)式为Ⅱ类判据，(2)式、(1)式则为Ⅰ类、Ⅱ类判据 的组合形式。因此，无论何时上面各式均存在动作边界的变化区，这样就不能用实验的方法来确
id id 0 ，当 is is1 （1） id id 0 k1 (is is1 ) ，当 is1 is is 2 （2） id id 0 k1 (is 2 is1 ) k 2 (is is 2 ) ，当 is is 2 （3）
采样值电流差动保护有两类判据[1]，其动作方程为：
引入保护，这种保护装置已经逐渐被淘汰。 后将处理后的电流 I1 、 I 2
随着微机型变压器差动保护的出现，为了简化现场接线，通常要求变压器各侧 CT 均按星型 接线方式， CT 极性端均指向同一方向（如母线侧） ，然后将各侧的 CT 二次电流 I 1 、 I 2 直接引 入保护，而以上关于相位和 CT 变比的不平衡补偿则在保护内部通过软件进行补偿。 对于 Y / 接线方式的变压器，定义电流的正方向为自母线流向变压器，以Y / -11 为例，为 便于分析理解，由图 3 定义的 I 2 a 、 I 2b 、 I 2 c 正方向便得到图 6 的向量图，实际上，变压器微机保 护正常运行情况下采集到 I 2 a 、 I 2b 、 I 2 c 与图 6 中的 I 2 a 、 I 2b 、 I 2 c 向量分别反 180°，故下面公 式（7）的差动方程公式中是“+”号。
I 2 a ,b ,c (归算至CT 1一次侧) CT1 I 2 a ,b ,c (归算至CT 2一次侧) I2a,b,c U 2 n CT2 U1n CT1 U 2n 1 U1n CT1
综合以上步骤 1、2、3 中的公式，可知△侧归算至 Y 侧后的 CT 二次电流为
U CT2 a 2n I 2a I2 U CT 1 n 1 U CT2 b 2 n I 2b I2 U1n CT1 U CT2 c 2 n I 2c I2 U1n CT1
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Id kIunb max
Iunb max
直线 3 动作区 直线 2
Id0
直线 1 曲线 1
曲线 2
制动区
I s 0 I s1
Is2
I s max
Is
图 1 差动保护折线型制动特性曲线示意图
如图 1 所示，图中横坐标为制动电流幅值，纵坐标为差动电流幅值，曲线 1 为保护流过不同 外部短路电流时对应的不平衡电流曲线，曲线 2 为考虑可靠性后整定的电流差动保护制动曲线， 在实际的保护装置中常用直线 1、 2 和 3 所构成的三折线型制动特性曲线来近似， 折线的交点对应 的制动电流分别是为 I s1 、 I s 2 ，最大制动电流为 I smax , I d 0 为差动保护最小动作电流， I unbmax 为最大外部短路不平衡电流， kIunbmax 为差动保护动作电流的整定值，其中 k 为可靠系数，设直 线 2、3 的斜率分别为 k 1 、 k 2 ，则采样值电流差动保护的制动特性表达式如下：
方向相反，故区外算公式为：
U CT2 1 a I1a I1b 2 n I 2a I d ,a I1a I 2 U1n CT1 3 U CT2 1 b I1b I1c 2 n I 2b I d ,b I1b I 2 U1n CT1 3 U CT2 1 I d ,c I1c I 2 c I1c I1a 2 n I 2c U CT 3 1n 1
2 差动保护的基本接线原理及补偿系数的计算
(1)差动保护的基本接线原理 一般地，对于 Y / 接线方式的变压器，定义电流的正方向为自母线流向变压器，其差动保 护的接线如下图所示，
图 2 差动保护的原理接线图
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该接线图中包含了两个方面的内容： 1） 由于 Y / 接线方式， 导致两侧 CT 一次电流之间出现一定的相位偏移， 所以应对 Y 侧
件按整定的定值录入完成的。正常情况下，如果使用三相电流的继电保护测试仪来测试变压器的 差动保护制动曲线时，一般地都是采取分相测试，比如做 A 相的制动曲线时，就要通过在非测试 相串联接入补偿电流，或者采用调整补偿系数的方式，来抑制非测试相动作，以达到测试变压器 差动保护制动曲线目的。 根据各种型号保护装置的动作原理和不同的制动方式，通过对实际测试三相制动曲线的比 对，A、B、C 三相的制动曲线是完全相同的。据此，提出了一种新的测试思路，即根据实际情况 让变压器保护装置单相、两相或三相同时动作和同时不动作，这样无论是两相、三相、还是六相 电流的继保测试仪在测试变压器差动保护的制动曲线时，不再需要通过调整补偿系数或接入补偿 电流来抑制非测试相的动作，均可以对制动曲线完整地进行测试。本文对几种典型变压器差动保 护的接线方式进行了分析测试，测试数据与使用传统测试方法所得的制动曲线完全相吻合。
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（7）
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(2)基于标么值概念下 K1 、 K 2 的计算推导
在标么值系统中，同一电流归算至不同的电压等级后，其有名值虽然发生变化，但其标么值 却保持不变，所以归算到 I1 侧后的差流表达式为：
I d I d I1e I1 I 2 I1e
Sn 3 U1n CT1 Sn 3 U 2 n CT2
I1 I 2 I1e I1e I 2e
（8）
式中： I1e
I1a
( I1a I1b ) 3
，
I1b
( I1b I1c ) 3
，
I1c
( I1c I1a ) 3
（6）
如图 6 所示； 2） △侧电流 I 2 a ,b ,c 归算到 Y 侧，即 CT 变比的不平衡补偿 步骤 1：首先将 I 2 a ,b ,c 归算到 CT2 的一次侧，即变压器的△侧；
关键词：变压器；差动保护；制动曲线；测试方法
1 引言
对于常规电流差动保护多采用两折或三折的折线型制动特性，它们的动作区与制动区界限分 明。对于采样值电流差动保护，由于其动作边界受采样时刻随机性的影响而存在一定的不确定区 域， 动作区与制动区的边界也不象常规电流差动保护一样如此分明[1]。 然而， 继电保护的动作与 不动作是不容模棱两可的，故障分量原理的电流差动保护具有优异的选择性，其动作区与制动区 之间存在相当宽的不可能运行区域，这从根本上保证了在动作边界不定区域的采样值电流差动保 护的可靠性、选择性。虽然采样值电流差动保护动作边界的不确定性不致于严重影响其性能，但 对电流差动保护的测试、检验带来了困难，因为检测实验常需在一定条件下较准确地给出其动作 边界，以便运行管理人员理解与整定，如果仍使用常规电流差动保护的折线型制动特性曲线，则 难于用实验方法测量其理论上的明确动作边界。
如下图 8 所示；
图 7 Y 侧相位补偿后的 CT 二次侧电流
图 8 △侧归算到 Y 侧后的 CT 二次电流
a ,b ,c 和△侧经过 CT 不平 比较图 7、图 8 可知，正常运行时，经过 Y 侧相位补偿后的电流 I1
a ,b ,c 大小相等，按对前面图 5 中的说明，实际变压器微机保护正常运行时采集 衡补偿后的电流 I 2 a ,b ,c 角度分别为 180°，因大小相等， I1a 和 I 2 a 、 I1b 和 I 2b 、 I1c 和 I 2 c 并计算得到的 I1a ,b ,c 和 I 2
I 2 a,b,c (归算至CT 2一次侧) I 2 a,b,c CT2
步骤 2：接着将 I 2 a ,b,c (归算至CT 2一次侧) 归算到变压器的 Y 侧，即 CT1 的一次侧； 根据变压器两侧电流的归算原则，即归算前后电流所对应的负荷容量保持不变，有
S 3 *U1n * I 2 a ,b ,c (归算至CT 1一次侧) 3 *U 2 n * I 2 a ,b,c (归算至CT 2一次侧)
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