2換流變壓器保護(hù)的實(shí)現(xiàn)
　　
　　2.1保護(hù)的配置原則
　　
　　為了保證既可靠又安全，在既簡(jiǎn)單又經(jīng)濟(jì)的情況下，可以這樣配置換流變壓器保護(hù)：每臺(tái)換流變壓器保護(hù)裝設(shè)兩臺(tái)保護(hù)裝置，每臺(tái)保護(hù)裝置的電源、輸入獨(dú)立，每臺(tái)裝置的輸出都可以到達(dá)斷路器的兩個(gè)跳閘線圈以及直流控制的兩個(gè)系統(tǒng)。每臺(tái)裝置采取措施防止自身誤動(dòng)作，而靠?jī)裳b置的或出口防止故障情況下的拒動(dòng)作。
　　
　　2.2保護(hù)的配置及原理
　　
　　為了避免換流站特有的諧波對(duì)保護(hù)的影響，保護(hù)裝置應(yīng)從硬件和軟件上采取措施，使保護(hù)只針對(duì)工頻分量。
　　
　　主保護(hù)包括穩(wěn)態(tài)比率差動(dòng)、差動(dòng)速斷、工頻變化量比率差動(dòng)、零序比率差動(dòng)、過(guò)激磁保護(hù)。后備保護(hù)包括過(guò)流、零序過(guò)流、過(guò)電壓、零序過(guò)壓、飽和保護(hù)。
　　
　　2.2.1穩(wěn)態(tài)比率差動(dòng)保護(hù)
　　
　　由于變比和聯(lián)接組的不同，電力變壓器在運(yùn)行時(shí)，各側(cè)電流大小及相位也不同。在構(gòu)成繼電器前必須消除這些影響。換流變壓器的TA一般裝在各側(cè)繞組上，因此原、副邊繞組電流相位相同，因此只需要對(duì)變比的影響進(jìn)行補(bǔ)償。以下的敘述的前提均為已消除了變壓器各側(cè)幅值和相位的差異。
　　
　　穩(wěn)態(tài)比例差動(dòng)保護(hù)用來(lái)區(qū)分感受到的差流是由于內(nèi)部故障還是不平衡輸出（特別是外部故障時(shí)）引起。裝置采用初始帶制動(dòng)的變斜率比率制動(dòng)特性，穩(wěn)態(tài)比率差動(dòng)元件由低值比率差動(dòng)（靈敏）和高值比率差動(dòng)（不靈敏）兩個(gè)元件構(gòu)成[2]。為了保證區(qū)內(nèi)故障的快速切除，只有低值比率差動(dòng)元件（靈敏）設(shè)有TA飽和判據(jù)，高值比率差動(dòng)元件（不靈敏）不設(shè)TA飽和判據(jù)。
　　
　　對(duì)于換流變壓器分接頭調(diào)整造成的差動(dòng)電流不平衡，可用三種方法來(lái)解決：一是通過(guò)整定值躲開(kāi)；二是利用浮動(dòng)門檻自適應(yīng)調(diào)整；三是利用分接頭位置來(lái)調(diào)整。方法一、二簡(jiǎn)單實(shí)用，三實(shí)現(xiàn)起來(lái)復(fù)雜。
　　
　　對(duì)于2.5中g(shù)所述的工況，差電流仍為交流電源提供的工頻故障電流，因此保護(hù)可以正確動(dòng)作。
　　
　　對(duì)于2.5中f所述的工況，應(yīng)為閥短路及其后備保護(hù)首先動(dòng)作(動(dòng)作時(shí)間小于10ms)切除故障，差動(dòng)速斷和過(guò)流保護(hù)作為后備的后備，因此差動(dòng)保護(hù)此種工況下不能動(dòng)作并不影響安全性。
　　
　　2.2.2工頻變化量比率差動(dòng)保護(hù)
　　
　　裝置中依次按相判別，當(dāng)滿足一定條件時(shí)，工頻變化量比率差動(dòng)動(dòng)作。工頻變化量比率差動(dòng)保護(hù)經(jīng)過(guò)涌流判別元件、過(guò)激磁閉鎖元件閉鎖后出口。
　　
　　由于工頻變化量比率差動(dòng)的制動(dòng)系數(shù)可取較高的數(shù)值，其本身的特性抗區(qū)外故障時(shí)TA的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)飽和能力較強(qiáng)。工頻變化量比率差動(dòng)元件提高了裝置在變壓器正常運(yùn)行時(shí)內(nèi)部發(fā)生輕微匝間故障的靈敏度。且工頻變化量比率差動(dòng)保護(hù)不會(huì)受換流變壓器分接頭調(diào)整造成的差動(dòng)電流不平衡的影響。
　　
　　2.2.3后備保護(hù)
　　
　　后備保護(hù)包括過(guò)流、零序過(guò)流、過(guò)電壓、零序過(guò)壓、飽和保護(hù)。
　　
　　過(guò)流保護(hù)，主要作為換流變壓器各種故障的后備保護(hù)。由于只需與直流系統(tǒng)的最大過(guò)負(fù)荷能力配合，靈敏度容易滿足要求，因此不需采用復(fù)合電壓閉鎖與方向閉鎖。
　　
　　零序過(guò)流保護(hù)，主要作為換流變壓器接地故障后備保護(hù)。為防止變壓器和應(yīng)涌流對(duì)零序過(guò)流保護(hù)的影響，應(yīng)具有二次諧波制動(dòng)閉鎖措施。當(dāng)二次諧波含量超過(guò)一定比例時(shí)，閉鎖零序過(guò)流保護(hù)。
　　
　　零序過(guò)壓保護(hù)為針對(duì)2.5節(jié)工況i的保護(hù)。因?yàn)閾Q流變壓器副邊不接地運(yùn)行，保護(hù)主要在閥解鎖前檢測(cè)閥側(cè)交流連線的零序電壓來(lái)判斷是否有接地故障。閥解鎖后保護(hù)要被閉鎖，因閥解鎖后會(huì)測(cè)得零序電壓，此電壓不是接地故障造成的。
　　
　　飽和保護(hù)為針對(duì)2.2節(jié)工況的保護(hù)。由于TA無(wú)法傳變直流電流，因此只能間接的測(cè)量直流電流的大小。測(cè)量的原理如下：直流引起的鐵心飽和造成原邊繞組零序電流中含有三次諧波，通過(guò)檢測(cè)零序電流中三次諧波峰值，可以等效出流過(guò)換流變壓器的直流電流。保護(hù)特性為根據(jù)變壓器的參數(shù)定義的反時(shí)限。
　　
　　3結(jié)語(yǔ)
　　
　　本文討論了換流變壓器與交流系統(tǒng)的主變壓器比較所具有特點(diǎn)，闡述了這些特點(diǎn)以及直流輸電的各種特殊運(yùn)行工況對(duì)換流變壓器保護(hù)帶來(lái)的影響，并提出了相應(yīng)的保護(hù)方案。
　　
　　以上方案已在RCS－977型換流變壓器保護(hù)裝置中采用，并已掛網(wǎng)試運(yùn)行，經(jīng)歷了交流系統(tǒng)的區(qū)外故障，直流系統(tǒng)的各種運(yùn)行工況及故障考驗(yàn)。試運(yùn)行結(jié)果證明了方案的正確性。