（杭州华辰电力控制工程有限公司）
摘要：一直以来零序保护动作正确性一直困扰着继电保护工程师，这一方面是由于CT质量得不到保证，套管CT严重饱和，另一方面是由于保护原理问题，这里以GE保护为例来浅谈限制性接地故障保护的原理以及在实际运行中的意义。
关键词：继电保护；零序差动；接地故障；
GE公司开发的限制性接地故障（RESTRICTED GROUND FAULT）元件作为零序差动保护，利用了微机新手段可以说极大地提高了保护的可靠性。该保护在UR系列保护T60，G60中得到应用。
根据GE公司介绍，版本在3.2（2005年）后续的保护中已安装了这种RESTRICTED GROUND FAULT元件，该元件可用于变压器的高压侧的零差保护也可用于高厂变低压侧的Y绕组小范围内的零差保护。新保护原理对区外故障的制动特性作了比较大的提高，相反地当区内故障则降低了制动性，即提高了灵敏度，尤其对变压器绕组离中性点较近处内部（如靠近中性点35%范围以内）接地故障提高了灵敏度。
限制性接地故障应用于电厂或变电站的变压器当中性点为电阻接地系统或直接接地系统时，区内故障时能起到速断跳闸而不必经多个延时段跳闸。因为如果只借助于变压器中性点的零序过流保护作为整个系统的单相故障保护，考虑到保护的选择性势必将延时多个时间段才能跳闸，这样不利于变压器安全运行。
1，该保护用于变压器二次绕组是Y接线方式的变压器。保护的构成是一侧是变压器中性点侧CT中采集的电流而保护的另一侧是变压器引出线三相CT自产零序电流。（因为有变压器引出线的三相CT的电流作为主差动保护，可经内部计算形成零序电流供零序差动保护用）
2，UR系列保护新增了制动功能解决了外部单相故障，二相故障，和三相故障时CT饱和不平衡所带来的制动问题。
当外部单相故障时会由于中性点CT和变压器引出线三相CT自产零序电流不平衡而产生差流。
Igd =︱IG+IN︱=︱IG+IA+IB+IC︱
该继电器能自动地匹配不同的变比，即在计算时，将变压器中性点电流折算到变压器高/低压侧三相电流相同变比条件下计算。其制动信号确保了差动保护的稳定性。即使CT饱和也保持保护的稳定。
新保护在原理上分三个情况加强了零差保护在区外故障时制动问题。因为保护原理中将在下面三个制动量中根据故障性质选择最大的一个作为制动量。
Irest=max( IRO,IR1,IR2 )
（1）当区外接地故障即单相故障时制动信号中的零序分量IR0将提供最大的制动量，并计算为变压器中性点电流和自产零序电流的矢量差。此时它提供的制动信号将是二倍于差动量。如下式：
IR0=∣IG–IN∣=∣IG-（IA+IB+IC）∣
如上式可见当区外故障时制动量将是二倍于零序分量。
（2）当区外二相故障时制动信号中的负序分量（IR2）作为当区外二相故障时提供制动量。如下式计算：
IR2=︱I_2︱或者IR2=3×︱I_2︱
第一个制动量系数为1，主要是为了在变压器受电的前二个周波时，一旦发生变压器绕组内部故障，保护能有较高的灵敏度。
第二个制动量系数为3，即正常运行时的制动量，即大大提高了保护在发生区外二相故障时的稳定性。
（3）当发生对称三相故障时无论区内区外故障都应保持保护的稳定性，零差保护不应动作。制动分量（IR1）就是反应正序量的制动量，分下面三种情况说明：
A, 假如正序量︱I_1︱＞1.5 PU 相电流，那么同时如果︱I_1︱＞︱I_0︱此时IR1=3×（︱I_1︱-︱I_0︱）即如果正序分量大于零序分量，制动量将是三倍于正序量减去零序分量，
当大接地系统单相接地时，︱I_1︱＝︱I_0︱，此时正序量虽大，但正序制动量较小，仍以零序为制动量。
B，同样情况下，正序量大于1.5PU，但正序量不大于零序量，即零序量大，则制动量将是零。（这时应变为零序是制动量，这说明这是大接地系统的两相接地故障）
C， 假如正序量不大于1.5PU, 则制动量将是IR1=︱I_1︱/8,此时属正常运行状态。
在正常运行情况下（小于150%负荷）制动量只占正序量的1/8，确保了满负荷情况下低零序电流故障时保护最大的灵敏度。从B 条款可看出当正序电流大于1.5 PU 而此时零序电流更大则马上制动为零，即确保了这种情况下保护灵敏度。
3，限制性接地保护的整定计算：因为最大故障电流即金属性接地电流是由中性点处的接地电阻的阻值决定的。因电流为电阻性的，因故障电流是纯电阻性的，也就是电压与电流矢量方向一致，其相角关系也比较容易确认，如果要保护绕组90%则应定位灵敏度于10倍，应该说满足要求了。现选择三门核电厂实际参数整定如下：
A，选择源（SOURCE）（1）变压器中性点CT，变比为 2000/1，（2）变压器出口三相CT 2000/1
B，如小接地电流系统讨论：限流电阻以200A选定，此时灵敏度为10时，金属性接地电流设定为20A。但三门如零差是安装在高压侧，则此整定不符合实际。可考虑以10%额定电流整定。因为以近中性点10%处单相接地考虑，当此时故障时能产生的差流应是10%额定电流左右。即：484MVA/(535kV/1.732)=1.566kA。0．1IN＝156A
总之通过以上分析，GE公司UR系列零序差动保护应用微机原因为我们研制了新的RGF保护，特别对零差保护中区外故障加强了制动力度，理论和试验都说明了这一点，更大的优点是：该保护在正常运行时给出了实际运行采样值，即运行中零序差动的制动值和动作值。在Actual values→Metering→RGF currents里可以看到。因此用户可以随时把握住保护运行情况，可以实际考验保护稳定性。
参考文献
[1]GE的T60保护说明书T60 Transformer Protection System 6.0版本.
[2]中华人民共和国电力行业标准大型发电机变压器继电保护整定计算导则DL/T 684-1999.
论文作者:毛安
论文发表刊物:《电力设备》2015年第10期供稿
论文发表时间:2016/4/26
标签：故障论文; 变压器论文; 电流论文; 区外论文; 灵敏度论文; 单相论文; 绕组论文; 《电力设备》2015年第10期供稿论文;