摘要：三相變四相電力干式變壓器可以實現(xiàn)四相輸電方式，也可以作為電氣化鐵路的AT供電方式，但對這種干式變壓器差動保護的研究尚未見報道。根據(jù)干式變壓器三相側(cè)和四相側(cè)的電流轉(zhuǎn)換關(guān)系，提出了兩種簡單實用的差動保護接線方式，并對這兩種接線方式的優(yōu)缺點進行了對比分析，得出了三相電流互感器為三角形的干式變壓器三相側(cè)差動保護接線方案更優(yōu)的結(jié)論。關(guān)鍵詞：三相變四相電力干式變壓器；差動保護；接線

1接線平衡干式變壓器接線平衡干式變壓器的接線圖如圖1 [1，2]所示。圖中干式變壓器采用三柱等截面鐵芯。繞組WA、Wa1、Wa2、Wa3和Wa4纏繞在A相鐵芯上，繞組WB、Wb1和Wb2纏繞在B相鐵芯上，繞組Wc、Wc1、Wc2、Wc3和Wc4纏繞在C相鐵芯上。每個繞組的匝數(shù)關(guān)系為

其中k為干式變壓器的電壓比，即三相電壓與四相電壓之比。根據(jù)這種連接，干式變壓器的四相電壓相等，相位依次滯后90。平衡干式變壓器四相側(cè)的A、B、C、D端子分別連接到電力系統(tǒng)四相傳輸模式的四相，四相側(cè)的A、C、B、D端子也可以分別連接到供電模式下電氣化鐵路上下行接觸網(wǎng)的接觸線和正饋線。干式變壓器三相側(cè)和四相側(cè)的電流變換矩陣為

將高壓側(cè)三相電流改寫為線電流，電流換算關(guān)系如公式(4)所示。2接線平衡干式變壓器差動保護接線幾種類型的變壓器差動保護都是用微機實現(xiàn)的，方程(3)和(4)的變換系數(shù)很容易得到。差動保護的原理與常規(guī)三相電力干式變壓器沒有太大區(qū)別，只需要在四相側(cè)增加一個交流輸入電流。(1)接線方案1根據(jù)公式(3)，a、b、c三相差動繼電器的平衡方程如公式(5)所示。

其中是輔助電流轉(zhuǎn)換器的比率。方案1的差動保護接線如圖2所示。干式變壓器三相側(cè)選用三相電流互感器，呈三角形連接，變比nA=nB=nC，而干式變壓器四相側(cè)為單相電流互感器，變比Na=NB=NC=Nd添加一個輔助電流轉(zhuǎn)換器nt。干式變壓器三相和四相側(cè)的電流互感器和輔助變流器的變比按下列關(guān)系選擇

當(dāng)三相線路發(fā)生單相接地故障時，由接線方案1組成的差動保護不會誤動[3]，干式變壓器三相側(cè)的電流互感器可呈三角形并聯(lián)。(2)接線方案二根據(jù)公式(2)，A、B、C三相差動繼電器的平衡方程如公式(8)所示。

方案2的差動保護接線如圖3所示。由于流經(jīng)每個差動繼電器線圈的電流是由幾個電流疊加實現(xiàn)的，所以干式變壓器三相側(cè)選用三相電流互感器進行Y形連接，變比nA=nB=nC，干式變壓器四相側(cè)選用四個單相電流互感器，變比Na=NB=NC=ND。添加兩個輔助電流轉(zhuǎn)換器nT1和nT2。干式變壓器三相和四相側(cè)的電流互感器和輔助變流器的變比按下列關(guān)系選擇

當(dāng)三相線路發(fā)生單相接地故障時，接線方案二構(gòu)成的差動保護會失靈[3]。

3對比分析與結(jié)論從上面的討論可以看出：(1)連接方案1只需要增加一個輔助變換器，連接方案2需要增加兩個輔助變換器。(2)干式變壓器三相側(cè)輸電線路發(fā)生單相接地故障時，接線方案1組成的差動保護不會誤動，接線方案2會誤動。(3)對于接線方案1，干式變壓器三相側(cè)的電流互感器采用三角形接線；四相側(cè)選用單相電流互感器，電流互感器的兩個輸出都不能接地。對于接線方案二，干式變壓器的三相側(cè)連接一個Y形三相電流互感器；四相電流互感器應(yīng)使用單相電流互感器，電流互感器的兩個輸出都不能接地。以上比較分析表明，選擇接線方案1構(gòu)成平衡干式變壓器差動保護接線是合適的。

參考

[1] 周幼卿等)。新型三相變四相平衡干式變壓器等效電路的探討[J].中國電工學(xué)會學(xué)報，2001，16 (6): 50-54。周幼卿，劉相韜，等。幾種阻抗匹配平衡變壓器差動保護接線的分析[J].中國鐵道學(xué)會學(xué)報，1997，19 (4): 40-45。

來源：電網(wǎng)技術(shù)