摘要：本文介绍了换流变组差动保护的基本原理，并利用MATLAB/Simulink软件仿真换流变组正常带负荷时及发生区内、外故障时的短路电流波形图。通过MATLAB/Simulink软件对换流变组差动保护的动作电流和制动电流的仿真波形图进行分析，可以清晰明了的看出当换流变组发生区外故障时差动保护制动电流远大于动作电流，差动保护可靠不动作；当流变组发生区内故障时差动保护动作电流远大于制动电流，差动保护可靠动作。验证正确后的MATLAB/Simulink模型配置可以用于指导实际工作，减少设计错误。
Study on the differential protection simulation of the converter changing group in the east converter station of plus or minus 800kV.
XIE Hongbo1 PEI Yandong2 YU Linlin2
（1Guangxi power transmission construction co.LTD，Guangxi，Nanning 530000 China）
（2 State Grid Electric Power AnShan Company Limited，Liaoning，Anshan 114000，China）
Abstract：：This paper introduces the basic principle of differential protection of commutation group，and uses MATLAB/Simulink software to simulate the short-circuit current waveform of the converter group when the load is normal and the fault occurs.Through the analysis of simulation waveforms of current and current braking action on MATLAB/Simulink software flow group differential protection，can be seen clearly when the converter group occurred in the external fault current differential protection braking action is far greater than the current differential protection and reliable action；when the rheological group occurred during the internal fault current differential protection is far greater than the the braking current differential protection，reliable action.The validation of the correct MATLAB/Simulink model configuration can be used to guide actual work and reduce design errors.
Key words：MATLAB/Simulink The simulation The differential protection
1.引言
换流变组差动保护是换流变组保护的主保护，具有动作快、准确度高的特点。利用MATLAB/Simulink软件仿真换流变组差动保护发生区内、外故障时的电流波形，能够非常直观的分析保护的整定配置是否正确。当发生区内故障时能够瞬速、准确切除故障，保证电网稳定性不受破坏。
2.换流变组差动保护的配置及原理
2.1换流变组差动保护的配置
换流变组是由6台单相换流变压器连接组成，其中3台换流变连接成星角接线，另3台换流变连接成星星接线。电网侧均连接成星型接线通过汇流母线接入500kV交流串。阀厅侧对应连接6个阀塔。
图1 其一次主接线及差动保护配置
换流变组保护按区域配置由绕组差动、引线差动、小组差动和大组差动构成。CT7和CT9构成星角换流变网侧绕组差动，CT11和CT13构成星角换流变阀侧绕组差动，CT8和CT10构成星星换流变网侧绕组差动，CT12和CT14构成星星换流变阀侧绕组差动，CT1、CT4、CT7和CT8构成引线差动，CT7和CT13构成星角换流变小组差动，CT8和CT14构成星星换流变小组差动，CT1、CT4、CT13和CT14构成换流变大组差动。
2.2换流变组差动保护的原理
电力换流变压器组运行时，由于一次接线方式和电流互感器的变比不同，导致各侧二次电流大小及角度也不同。目前数字式换流变压器保护装置，都利用数字的方法对变比与相位进行补偿。其中稳态比率差动保护的动作方程如下：
图2 稳态比率差动保护的动作特性曲线
3.MATLAB/Simulink建模仿真
3.1建立Simulink模型
根据换流变组一次接线图，在Simulink元件模块里选择对应模块，按照主接线图对应连接，并将各元件模块参数根据实际设置完成。如图3所示。500kV交流串3台Breaker处于合闸状态，在线路出线处设置1250MW的负荷。换流变容量单相237.4MVA，空载损耗140kW，负载损耗490kW，网侧额定电压为VN1=525kV，阀侧额定电压为VN2=161.2kV，网侧额定电流为IN1=783.2A，阀侧额定电流为IN2=2250.8A，短路阻抗V△%=16.5%。换流变星角连接由于角接侧电流相角超前星接侧30°，因此，在角接侧的电源系统相角设置为30°。
为了分析换流变保护发生区外故障和区内故障时的动作电流和制动电流，设置了2处Fault故障，故障类型为A相瞬时接地，故障1处于换流变保护区外故障的线路出线处，故障时间设置为0.2-0.3S；故障2处于换流变保护区内故障的换流变网侧套管引线处，故障时间设置为0.6-0.7S。
图3 MATLAB/Simulink模型
3.2建立运算及示波器模型
图4建立运算及示波器回路
3.3仿真分析
先将故障模块屏蔽，模拟换流变正常带负荷。运行仿真波形如图5。可以看出换流变各侧负荷电流均正常，制动电流
远大于动作电流 
，换流变保护可靠不动作。
图5换流变正常带负荷时电流波形图
将两处故障模块解除屏蔽，模拟0.2-0.3s发生区外故障，0.6-0.7s发生区内故障。运行仿真波形如图6。可以看出0.2-0.3s发生区外故障时，换流变保护制动电流
远大于动作电流
，换流变保护可靠不动作。0.6-0.7s发生区内故障时，换流变保护动作电流
远大于制动电流 
，换流变保护可靠动作。
图6换流变区内、外故障时电流波形图
4.结论
本文利用MATLAB/Simulink建模仿真，模拟换流变保护区外故障和区内故障，通过分析换流变保护的差动电流、制动电流及各侧电流波形，可以有效的检查换流变保护配置整定是否合理可行。
参考文献：
[1] 林飞，杜欣。电力电子应用技术的MATLAB仿真。中国电力出版社。
[2] 薛定宇，陈阳泉。基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用。清华大学出版社。
[3] 于群，曹娜。电力系统继电保护原理及仿真。机械工业出版社。
作者简介：
谢红波：男，1984年4月生，工程硕士，工程师，从事电力系统继电保护调试及管理工作。
论文作者:谢红波1,裴彦东2,于琳琳2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/30
标签：电流论文; 故障论文; 差动论文; 动作论文; 区内论文; 波形论文; 区外论文; 《电力设备》2018年第1期论文;