变压器一侧相间故障电压变化分析

王艾婷

(云南电网公司怒江供电局，云南 怒江 673100)

变压器一侧相间故障电压变化分析

王艾婷

(云南电网公司怒江供电局，云南 怒江 673100)

以某变电站YN，d11变压器中压侧BC相及低压侧bc相间故障为例。通过公式计算、向量分析、及仿真模型验证，总结出YN，d11变压器相间故障时，相电压的变化规律。当YN，d11其中一侧相间故障时，结合电压变化规律及现场波形记录，能更加准确、迅速地判断出设备的故障情况，为现场赢得了宝贵的故障处理时间，保障了设备的安全稳定运行。

继电保护；电压；相间故障；主变模型

0 前言

某220 kV变电站进行倒母线操作，操作合上某隔离开关，由于该隔离开关垂直连杆与抱箍紧固方式不合理，导致合闸不到位，拉开隔离开关进行了第二次合闸，第二次手动合闸后，某隔离开关B相动静触头接触压力及接触面积均不足，接触电阻较大。

B相动静触头接触不良导致的热效应逐渐累积，使得动静触头产生热熔现，产生间歇性的火花放电，并伴随有大量烟雾。造成B、C相间短路。220 kV某变电站110 kV母差保护动作跳闸，跳开110 kV I母上所有运行的断路器。

通过故障录波图，从波形已经可以清楚地判断出保护装置正确动作，故障发生在YN，d11的中压侧BC相故障，低压 (d11侧)b相电压消失。

以下通过对YN，d11变压器相间故障进行公式计算、向量分析、仿真模型全面、深入的研究。总结出故障时电压的变化规律，以便提高现场故障处理人员对故障的分析及处理能力，保证了设备的安全稳定运行。

1 YN侧BC相短路

1.1 公式计算及向量分析

分析YN，d11接线组别变压器不对称故障时两侧电压的关系，分析采用标幺值，并省去标幺符号 “∗”。正序分量的电压可以从变压器的一侧传变到另一侧，关于正序分量传变，当YN侧短路故障时，关系式

式中：I.

A1为YN侧流出变压器正序电流标幺值，XT1为变压器正序阻抗标幺值。

关于负序分量传变，当YN侧短路故障时，关系式

式中：I.

A2为YN侧流出变压器负序电流标幺值。XT2为变压器正序阻抗标幺值。[1-5]

1.1.1 BC相短路计算及分析

YN，d11接线变压器在YN侧 BC相短路，

图1 YN，d11在YN侧BC相短路

当YN侧BC相短路时，YN侧电压向量关系，如图2所示。[6-10]

图2 YN侧BC相短路电压向量关系

当YN侧BC相短路时，YN侧三相电压计算公式为：

当YN侧BC相短路时，d侧电压向量关系，如图3所示。

图3 YN侧BC相故障d侧电压向量关系

当YN侧BC相短路时，d侧三相电压计算公式为：

1.1.2 BC相短路仿真及分析

以某220 kV变电站某变压器中低压侧YN，d11进行PSCAD建模，故障模型如图4所示，在模型中电流互感器变比高压侧是1 200/5，中压侧是2 400/5，低压侧是7 500/5。220 kV侧为大电源，系统侧阻抗相对于变压器而言，忽略不计；110 kV侧区外两相故障，由变压器供给短路点的电流不受110 kV侧系统的影响。

图4 YN侧BC相故障模型

通过故障模型进行仿真，在系统侧阻抗相对于变压器而言，忽略不计的情况下，在低压侧电压波形如图5所示：

图5 YN侧BC相故障低压侧电压波形

通过故障仿真模型进行仿真，其中压侧电压波形如图6所示：

图6 YN侧BC相故障中压侧电压波形

图6 波形所示与计算公式 (3)(4)(5)、图2向量图分析一致。

2 d侧bc相短路

2.1 公式计算及向量分析

分析YN，d11接线组别变压器不对称故障时两侧电压的关系，分析采用标幺值，并省去标幺符号 “∗”。正序分量的电压可以从变压器的一侧传变到另一侧，关于正序分量传变，当d侧短路故障时，关系式

式中：I.

a1为d侧流出变压器正序电流标幺值。

关于负序分量传变，当d侧短路故障时，关系式

式中：I.

a2为d侧流出变压器负序电流标幺值。

2.1.1 bc相短路公式计算及分析

如图7所示YN，d11接线变压器在d侧bc相短路时，a相电压满足

图7 YN，d11在d侧bc相短路

d侧bc相短路时，d侧电压向量关系，如图8所示。

图8 d侧bc相短路d侧电压向量关系

当d侧bc相短路时，d侧三相电压计算公式为：

当d侧bc相短路时，YN侧电压向量关系，如图9所示。

图9 d侧bc相短路YN侧向量关系

当d侧bc相短路时，YN侧三相电压计算公式为：

2.1.2 bc相短路仿真及分析

以某220 kV变电站某变压器中低压侧YN，d11进行建模，故障模型如图10所示，其中TA高压侧是1 200/5，中压侧是2 400/5，低压侧是7 500/5。110 kV侧为大电源，系统侧阻抗相对于变压器而言，忽略不计；35 kV侧区外两相故障，由变压器供给短路点的电流不受35 kV侧系统的影响。

图10 d侧bc相故障模型

通过故障模型进行仿真，在系统侧阻抗相对于变压器而言，忽略不计的情况下，在低压侧电压波形如图11所示：值不计时，此波形与公式计算 (11) (12) (13)、图8向量分析一致。

图11 d侧bc相故障低压侧电压波形

通过故障仿真模型进行仿真，其中压侧电压波形如图12所示：

在忽略图9中

图12 d侧bc相故障中压侧电压波形

图12 波形所示与计算公式 (14) (15) (16)、图9向量图分析一致。

3 相间故障电压分析

以上对YN，d11变压器BC相间故障分析计算，同理可以分析出AB、CA相间故障。以下对两侧相间故障进行分析总结。

3.1 d侧相间故障分析

如果考虑变压器内部电抗的压降，YN侧与d侧两故障相对应的两相中的滞后相电压最低，等于一个较小的数值，若不计及变压器内部电抗压降时，该相电压为零，如果计及内部电抗压降时，其电压值为图9中的-2，其它两相电压较高，相角差接近180度 (不计内电抗压降为180度)。

3.2 YN侧故障分析

如果考虑变压器内部电抗的压降，d侧与YN侧两故障相对应的两相中的超前相电压最低，等于一个较小的数值，若不计及变压器内部电抗压降时，该相电压为零，如果计及内部电抗压降时，其电压值为图3中的-2，其它两相电压较高，相角差接近180度 (不计内电抗压降为180度)。

4 结束语

本文对变电站YN，d11两侧相间故障进行了分析研究，总结出两侧相间故障时，电压的变化规律。全面提升了现场故障处理人员对变电站YN，d11两侧相间故障的分析处理能力，使理论及实践更加紧密地结合在一起，保障了设备的安全稳定运行。

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Analysis and Discussion on YN，d11 Transformer Fault with Voltage Change

WANG Aiting
(Nujiang Power Supply Bureau，Yunnan Power Grid Co.，Ltd.，Nujiang，Yunnan 673100)

Taking a substation YN，d11 BC phase voltage side of the transformer and the low-pressure side bc-phase fault，for example.By formula，vector analysis，and simulation model verification，Summed YN，when d11 transformer phase fault，phase voltage variation.When YN，d11 one side phase fault，Combined voltage variation and field waveform record，Can be more accurately and quickly determine the fault of the equipment，For the scene to win a valuable troubleshooting time，To protect the security and stability of operation of the equipment.

protection；voltage；phase fault；，main transformer model

TM44

B

1006-7345(2014)06-0139-04

2014-10-30

王艾婷 (1983)，女，工程师，云南电网有限责任公司怒江供电局，从事电气工程及其自动化专业工作 (e-mail)78849457＠qq.com。