Vol.47No.7Apr.10,2023第47卷第7期2023年4月10日基于故障负序分量的低频变压器快速差动保护顾乔根1，2，张晓宇1，2，吕航1，2，孙仲民1，2，吴小丹1，2（1.南京南瑞继保电气有限公司，江苏省南京市211102；2.南瑞集团有限公司（国网电力科学研究院有限公司），江苏省南京市211106）摘要：低频变压器是低频输电系统的核心器件之一。实验表明低频系统的故障暂态过程多变，低频变压器的短路电气量特征与常规变压器有较大差异。由于励磁涌流判据开放速度缓慢，低频变压器发生区内故障时常规纵差保护的速动性受到影响。文中提出了基于故障负序分量方向原理的低频变压器快速差动保护。首先，分析了模块化多电平矩阵变换器（M3C）低频输电系统的变压器区内故障特性以及M3C换频器响应情况；其次，分析了负序计算的数值方法对负序差动影响，并通过分析低频系统故障初期的窗口时间内的负序特征，提出了故障负序分量方向的判别方法；进一步，讨论了该方法在变压器非正常工况下对励磁涌流如何区分判别。最后，以实际工程为例建立仿真模型，针对典型区内故障对所提方法进行了仿真验证。关键词：低频输电系统；差动保护；模块化多电平矩阵变换器；低频变压器；负序分量；励磁涌流0引言柔性低频输电系统是频率低于工频的新型交流输电技术［1-5］，既可降低线路阻抗对功率传输的影响，又可保留交流输电的电磁感应变压、电流过零开断特性，主要针对远距离水电和风电的接入，结合了传统高压交流输电技术和柔性直流输电技术的优势，在远距离海上风电送出、城市柔性组网等多个方面具有显著的应用优势［6-7］，代表着未来电力电子技术应用发展的重要方向。中国浙江台州低频输电示范工程是基于全桥功率模组结构的模块化多电平矩阵变换器（modularmultilevelmatrixconverter，M3C）的柔性低频输电系统，工程包含的主要关键设备有：变频换流阀及其控制保护系统、低频变压器、低频母线及低频线路等。该工程的实践也将为中国有效解决大容量、中远海上风电场并网送出提供新的模式，对未来中国海上风电集中连片规模化和远海大容量风电开发建设具有引领和示范作用。低频变压器是柔性低频输电系统的核心一次设备之一，低频变压器的安全稳定运行是确保柔性低频输电系统组网、稳定运行的关键［8-9］。因此，开展低频变压器保护新原理研究对于柔性低频输电系统实际工程应用具有重要意义。目前，已研制出了适应16.7Hz输电频率的变压器，最高电压等级为220kV，最大容量180MV·A。已有研...
