干式變壓器保護措施分析(1)作者：匿名2010/12/29 11:53:02

頻道：關鍵詞：摘要：分析了換流干式變壓器的特點以及特高壓直流輸電的各種工況對換流干式變壓器保護的影響。提出了換流干式變壓器保護的總體設計思路。

0簡介

超高壓直流輸電以其先特的優(yōu)勢得到了廣泛的應用。這些優(yōu)點包括：不需要考慮穩(wěn)定性；線路故障恢復能力強；調節(jié)有利于交流系統(tǒng)的穩(wěn)定；降低互聯(lián)交流系統(tǒng)的短路容量；投資超過一定距離更經濟。換流干式變壓器是DC輸電系統(tǒng)中不可缺少的重要設備。可提供相位差30的12脈沖交流電壓，減少交流側諧波電流。作為交流系統(tǒng)和DC系統(tǒng)之間的電氣隔離，它提供了閥門的換向電抗；交流電壓可以通過變換器干式變壓器在很寬的范圍內調節(jié)，從而使DC系統(tǒng)能夠在較佳狀態(tài)下運行。

1換流干式變壓器的特性

1.1短路阻抗DC傳動中閥門的換向過程實際上是兩相短路。為了將換流過程中的電流限制在一定范圍內，換流干式變壓器的短路阻抗大于一般干式變壓器的短路阻抗。如果短路阻抗過大，當換流干式變壓器二次側發(fā)生故障時，換流干式變壓器的短路電流會小于普通干式變壓器，因此在這方面要考慮保護配置和整定。

1.2 DC偏置當DC系統(tǒng)使用大地回線時，在雙極不平衡運行、單極大地回線模式等一些運行條件下，會有DC電流流入大地。這會改變地電位，使DC電流流入干式變壓器的一次繞組，從而引起變換器干式變壓器的DC偏置和工作點偏差。如果DC電流過大，換流干式變壓器鐵芯會飽和，損耗和溫升也會增加。因此，在這種情況下，有必要配置相應的保護，以防止對換相干式變壓器的損壞。

1.3諧波由于變頻器的非線性，交流和DC系統(tǒng)中會出現(xiàn)諧波電壓和電流。對于換流干式變壓器，將主要流動特征諧波電流，即P * N個一次諧波電流(P為脈沖數(shù)，N為任意正整數(shù))。在運行中，諧波電流會增加換流干式變壓器的損耗和溫升，產生局部過熱，發(fā)出高頻噪聲，使交流電網中的發(fā)電機和電容器過熱，對通信設備造成干擾。應考慮這些諧波電流，以免影響保護裝置。

1.4調壓分接頭為了使DC系統(tǒng)在較佳工況下運行，減少交流系統(tǒng)電壓擾動對DC系統(tǒng)的影響，換流干式變壓器具有廣泛的分接頭調壓功能。如三峽至常州工程三峽側換流干式變壓器的換班幅度為25/-5，每班調整幅度為1.25%。因此，在保護設計中應考慮抽頭調整的影響，如正常運行時比值的變化。

1.5系統(tǒng)特殊運行條件由于DC控制系統(tǒng)的特殊規(guī)定，換流干式變壓器的運行條件和故障與普通干式變壓器不同。這些差異主要包括以下幾點：

1 . 5 . 1 DC系統(tǒng)故障相當于換流干式變壓器外部故障，短路電流一般不會太大。對于整流器側，通過換流變壓器的電流將增加，但是由于DC控制和保護系統(tǒng)的快速動作，它將很快減少。對于逆變器側，DC系統(tǒng)的故障將導致DC電流不能傳輸?shù)浇涣鱾?，但會降低穿越電流? #p#分頁標題#e#

1.5.2對于換流干式變壓器保護，由DC系統(tǒng)引起的較嚴重的區(qū)域外故障是整流器sid處的閥短路故障

1.5.3當轉換器干式變壓器發(fā)生故障時，DC系統(tǒng)通常不提供短路電流。這是由DC控制系統(tǒng)的作用造成的。在整流側，功率從交流側轉換到DC側，變流器干式變壓器的故障只會停止這種轉換，而不會使功率反向，所以DC側不會提供短路電流；在逆變器側，當故障換向可以正常執(zhí)行時，由于DC系統(tǒng)的恒流控制特性，DC側將不提供額外的短路電流。如果故障嚴重，則無法換相(交流電壓會降低)，DC側不會提供短路電流。

1.5.4由于DC控制系統(tǒng)的快速調整，在必要時，電力傳輸可以從一個方向快速反向到另一個方向，對于換流干式變壓器，將會出現(xiàn)電力流動的快速反向。

1.5.5當換流干式變壓器保護區(qū)發(fā)生接地故障時，實際上是造成閥門短路。由于閥門的單側導通，故障電流的半周電流大，半周電流小，導致差動電流中出現(xiàn)二次諧波。