超高压直流换流站500kV站用变差动保护配置研究.docx

超高压直流换流站500kV站用变差动保护配置研究摘要】为提高换流站500kV站用变保护配置的可靠性，以溪洛渡直流输电工程从化换流站500kV站用变参数及接线形式为模型，分析差动保护不同配置的优缺点，提出500kV站用变采用引线差动保护和站用变差动保护配置能更好的防止保护误动作，并提出提高引线差动保护的启动定值的建议，为换流站500kV站用变保护配置提供参考关键词】直流输电;换流站;500kV站用变;差动保护1.前言溪洛渡直流输电工程西起云南昭通、东至广州从化，线路总长约1251km，从西换流站系统的受端，其站用电系统的平安可靠运行是保证该直流输电系统平安稳定运行的重要前提从西换流站站用电交流系统采用两回工作电源取自站内，一回备用电源取自站外的方式取自站内的工作电源由500kV/10kV变压器从500kV串中引接，容量仅40MVA，具有两侧的电压等级差异较大和故障电流小等特点，其差动保护配置具有特殊性，需要深入的分析和研究，确定出可行的方案2.500kV站用变接线方式及差动保护配置方式2.1电气接线方式从西换流站两台500kV/10kV站用变均从500kV交流场串内开关接引，电气接线方式相同，如图1所示。

图1电气接线图2.2500kV站用变差动保护配置方式2.2.1大差保护配置500kV站用变保护配置大差保护如图2所示差动保护电流取CT1、CT2、CT4，CT1和CT2变比为4000/1A，CT4变比为2000/1A图2大差保护配置图2.2.2引线差动保护和站用变差动保护配置500kV站用变保护配置引线差动保护和站用变差动保护如图3所示引线差动取CT1、CT2和CT3，其中CT1、CT2变比均为4000/1A，CT3变比为2000/5A，站用变差动保护取CT3和CT4，CT3变比为2000/5A，CT4变比为2000/1A图3引线差动保护和站用变差动保护配置图3.500kV站用变差动保护配置不同对保护的影响分析3.1配置大差保护3.1.1额定工况下大差保护可靠性分析换流站在额定工况下运行时，功率平均分配至10回500kV线路，那么与站用变同串的线路输送功率为640MVA，线路电流：流过CT2的电流为351.9A流过CT1的电流为351.9+43.99=395.9A考虑电流互感器误差的极端情况，即CT1互感器的误差正向5%，CT2互感器的误差为负向5%，CT4的互感器误差为负向5%那么变压器高压侧的二次电流为：差动电流根据文献【2】可知，差动保护启动电流为，求得二次启动电流为：可知，在该工况下大差保护不会误启动。

3.1.2极端工况下大差保护可靠性分析假设换流站线路4回运行6回检修，功率平均分配至4回500kV线路，那么与站用变同串的线路输送功率为1600MVA，线路电流，流过CT2的电流为879.8A，流过CT1的电流为923.79A考虑电流互感器误差的极端情况，那么变压器高压侧的二次电流为：差动电流制动电流，，比例差动不保护动作可知，在极端工况下虽然不会引起差动保护误动，但会引起差动保护频繁启动，降低保护可靠性3.1.3区外故障时大差保护可靠性分析从化换流站交流母线短路电流水平如下：三相短路电流55.4kA，单相短路电流57.7kA假设500kV1M发生三相短路故障，假定57.7kA的短路电流只有4%从CT1和CT2流过，即流过CT1与CT2的短路电流为2.308kA考虑电流互感器误差的极端情况，那么保护的差动电流，差动速断保护动作而500kV1M三相短路时，流过CT1与CT2的短路电流为2.308kA及以上的情况是普遍存在的因此，在该工况下站用变差动速断保护误动3.2配置引线差动保护和站用变差动保护站用变额定运行时，差动保护高压侧二次电流为：低压侧二次电流为对于变压器内部故障，差动保护能够正确的动作。

差动保护以高压侧二次电流为基准，即，与大差配置方式相比差动电流起动值显著增大，受CT采样误差、装置采样误差和电磁干扰影响大大减小，提高了装置可靠性引线差动保护对CT1，CT2，CT3之间的引线区域进行保护根据文献【2】可知，引线差动保护启动电流为，该值与换流站在极端工况下计算得到的根本相等，同时差动保护电流回路受交流场电磁环境影响和保护装置采样误差的影响，差电流可能到达引线差动保护电流起动值，现场就出现过引线差动启动电流按整定而导致保护频繁启动的情况，但是由于引线差动具备比例制动特性，保护不会误动作考虑到站用变引线故障时将会产生很大的差流，建议引线差动保护启动电流按文献【4】取〔0.2～0.5〕In4.结论本文基于500kV站用变差动保护配置研究，分析了站用变差动保护两种不同的配置方案，得出以下结论：〔1〕500kV站用变差动保护假设按大差保护配置，在极端工况下，对于用变区外故障，站用变大差保护将误动作〔2〕500kV站用变差动保护假设按引线差动保护和站用变差动保护配置，接入保护装置的二次电流显著增大，受装置采样误差和电磁干扰影响大大减小，提高了装置可靠性，不会出现大差保护误动作的情况。

〔3〕可适当提高引线差动保护启动定值，防止引线差动频繁启动参考文献【1】施世鸿，谭茂强，贾红舟.800kV特高压直流换流站500kV站用变压器保护配置[J].电力建设.【2】南方电网超高压输电公司.继电保护整定业务指导书[Q].广州：南方电网超高压输电公司，2021.【3】中国南方电网电力调度通信中心.中国南方电网地区电网继电保护整定原那么[R].广州：中国南方电网，2021.【4】DL/T684-2004大型发电机变压器继电保护整定计算导那么[S].北京：中国电力出版社，2021.。