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变压器继电保护灵敏度探讨 刘宇

变压器继电保护灵敏度探讨  刘宇
变压器继电保护灵敏度探讨  刘宇

变压器继电保护灵敏度探讨刘宇

发表时间:2019-08-07T10:34:09.030Z 来源:《基层建设》2019年第11期作者:刘宇

[导读] 摘要:随着供电系统的不断发展,加强继电保护措施保障供电系统的安全稳定运行成为迫切需求。

国网临汾供电公司山西临汾 041000

摘要:随着供电系统的不断发展,加强继电保护措施保障供电系统的安全稳定运行成为迫切需求。如何快速、正确地校验变压器继电保护的灵敏度,对继电保护定值整定工作非常重要。本文简单分析了供电系统中的继电保护措施,并对变压器差动保护灵敏度校验进行探讨。

关键词:继电保护;变压器;灵敏度

一、变压器的继电保护基本原则

1、经济性

经济性是指在经济上以最少的投资达到最高程度的保护原则。

2、灵敏性

灵敏性是指保护装置对其保护区内发生故障或不正常运行状态的反应能力,用灵敏系数来衡量。

3、选择性

选择性是指当供电系统发生故障时,首先由故障设备或线路本身保护且出故障,当故障设备或线路的保护或断路器拒动时应由相邻设备或线路的保护将故障切除。

4、可靠性

可靠性指在该保护装置规定的保护范围内,发生了它应该动作的故障时,它不应该拒绝动作,而在任何其他该保护不应该动作的情况下,则不应该误动作。可靠性主要指保护装置本身的质量和运行维护水平而言,可以用拒动率和误动率来衡量,当两者愈小则保护的可靠性愈高。为保证可靠性应采用由可靠的硬件和软件构成的装置,并应具有必要的自动监测、闭锁报警等措施。

5、速动性

速动性是指继电保护装置应能尽快地切除故障,以减少设备及用户在大电流低电压运行的时间,降低设备的损坏程度,提高系统并列运行的稳定性,缩小故障波及范围,提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装置速动保护充分发挥零序瞬时段保护及相间速断保护的作用,减少继电器固有动作时间和断路器跳闸时间等方面入手来提高速动性。

二、继电保护措施

1、变压器瓦斯保护

当变压器油箱内发生各种短路故障时,由于短路电流和短路点电弧的作用,变压器油和绝缘材料受热分解,产生大量气体,从油箱流向油枕上部,故障愈严重,产生气体越多,流向油枕的气流和油流速度也越快,利用这种气体来实现的保护称气体保护,也叫瓦斯保护。瓦斯保护是变压器内部故障的主保护。当变压器内部发生轻微故障时,气体产生的速度较缓慢,汇集于继电器内,达到一定量后触动继电器,发出信号,即所谓的轻瓦斯;当变压器内部发生严重故障时,产生强烈的瓦斯气体,使继电器动作于跳闸,断开变压器电源侧各断路器,即所谓的重瓦斯。瓦斯保护动作迅速、灵敏可靠且结构简单,可以反应出油箱内的一切故障,但它不能反应油箱外部电路的故障,所以不能作为保护变压器内部故障的唯一保护装置。

2、电流速断保护

对于2000~10000KVA及以下较小容量的变压器,若灵敏系数满足要求,应采用电流速断保护。电流速断保护反应变压器绕组和引出线的相间短路,对中性点直接接地侧绕组和引出线的接地短路及绕组匝间短路也能起到保护作用。它按被保护设备的短路电流整定,当短路电流超过整定值时,保护装置动作。电流速断保护一般没有时限,切除故障快,但不能保护线路全长,即存在保护的死区。电流速断保护装设在变压器的电源侧,由瞬动的电流继电器构成。

3、纵联差动保护

纵联差动保护是变压器的主保护,同属于相间短路保护,用来保护变压器内部及引出线上发生的各种相间短路故障,同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。对于10000KVA及以上厂用备用变压器和单独运行的变压器,以及2000KVA以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器,应装设纵联差动保护。它是利用基尔霍夫电流定理工作的,反应被保护区两侧电流差而动作,不需要与保护区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合,可以瞬时动作。如果故障程度比较轻,差动保护可以预警后并延长故障继续发生的时间,为专业人员的维修提供一定的时间差,同时差动保护还可以利用已经编好的程序,对小型故障进行自动的排除等。如果故障程度比较严重,差动保护会直接报警并且断电,避免短路后经济损失情况的发生。由于差动保护具有以上的优势,目前供电系统广泛采用该技术,它将成为未来继电保护的一种趋势。

4、过电流保护

过电流保护是作为瓦斯保护和差动保护的后备保护,可以准确反应出变压器短路所导致的过电流。过电流保护装置一般是装在电力变压器的电源侧,并且根据变压器的要求装配不同的保护装置。升降压变压器处可以装配复合电压起动的过电流保护,大接地电流系统中,可以在变压器外部装配零序电流保护,作为主变压器保护的后备保护。过电流保护的具体启动方式应该根据相配备的变电器的相应数据进行合理选择,没有统一的标准,可以根据供电系统的不同需求装配不同的过电流保护装置。

5、过励磁保护

现代供电系统由与工作电压过高,电力变压器的额定磁密接近饱和。频率降低时与电压升高时,变压器都很容易出现过励磁,导致铁心的温度上升影响绝缘性能。安装励磁保护装置,可将变压器的过励磁引起的过电流反应出来,从而可防止变压器绝缘老化,提高变压器的使用效能。

6、过负荷保护

过负荷保护能够反应变压器正常运行时所出现的过负荷情况。过负荷装置仅在变压器有可能过负荷的情况下才装设,通常能够检测出过负荷的信号。它的基本工作原理为:一相上进行一个电流继电器的装设,并经过一定时间延长动作于信号来进行过负荷保护

变压器继电保护灵敏度探讨 刘宇

变压器继电保护灵敏度探讨刘宇 发表时间:2019-08-07T10:34:09.030Z 来源:《基层建设》2019年第11期作者:刘宇 [导读] 摘要:随着供电系统的不断发展,加强继电保护措施保障供电系统的安全稳定运行成为迫切需求。 国网临汾供电公司山西临汾 041000 摘要:随着供电系统的不断发展,加强继电保护措施保障供电系统的安全稳定运行成为迫切需求。如何快速、正确地校验变压器继电保护的灵敏度,对继电保护定值整定工作非常重要。本文简单分析了供电系统中的继电保护措施,并对变压器差动保护灵敏度校验进行探讨。 关键词:继电保护;变压器;灵敏度 一、变压器的继电保护基本原则 1、经济性 经济性是指在经济上以最少的投资达到最高程度的保护原则。 2、灵敏性 灵敏性是指保护装置对其保护区内发生故障或不正常运行状态的反应能力,用灵敏系数来衡量。 3、选择性 选择性是指当供电系统发生故障时,首先由故障设备或线路本身保护且出故障,当故障设备或线路的保护或断路器拒动时应由相邻设备或线路的保护将故障切除。 4、可靠性 可靠性指在该保护装置规定的保护范围内,发生了它应该动作的故障时,它不应该拒绝动作,而在任何其他该保护不应该动作的情况下,则不应该误动作。可靠性主要指保护装置本身的质量和运行维护水平而言,可以用拒动率和误动率来衡量,当两者愈小则保护的可靠性愈高。为保证可靠性应采用由可靠的硬件和软件构成的装置,并应具有必要的自动监测、闭锁报警等措施。 5、速动性 速动性是指继电保护装置应能尽快地切除故障,以减少设备及用户在大电流低电压运行的时间,降低设备的损坏程度,提高系统并列运行的稳定性,缩小故障波及范围,提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装置速动保护充分发挥零序瞬时段保护及相间速断保护的作用,减少继电器固有动作时间和断路器跳闸时间等方面入手来提高速动性。 二、继电保护措施 1、变压器瓦斯保护 当变压器油箱内发生各种短路故障时,由于短路电流和短路点电弧的作用,变压器油和绝缘材料受热分解,产生大量气体,从油箱流向油枕上部,故障愈严重,产生气体越多,流向油枕的气流和油流速度也越快,利用这种气体来实现的保护称气体保护,也叫瓦斯保护。瓦斯保护是变压器内部故障的主保护。当变压器内部发生轻微故障时,气体产生的速度较缓慢,汇集于继电器内,达到一定量后触动继电器,发出信号,即所谓的轻瓦斯;当变压器内部发生严重故障时,产生强烈的瓦斯气体,使继电器动作于跳闸,断开变压器电源侧各断路器,即所谓的重瓦斯。瓦斯保护动作迅速、灵敏可靠且结构简单,可以反应出油箱内的一切故障,但它不能反应油箱外部电路的故障,所以不能作为保护变压器内部故障的唯一保护装置。 2、电流速断保护 对于2000~10000KVA及以下较小容量的变压器,若灵敏系数满足要求,应采用电流速断保护。电流速断保护反应变压器绕组和引出线的相间短路,对中性点直接接地侧绕组和引出线的接地短路及绕组匝间短路也能起到保护作用。它按被保护设备的短路电流整定,当短路电流超过整定值时,保护装置动作。电流速断保护一般没有时限,切除故障快,但不能保护线路全长,即存在保护的死区。电流速断保护装设在变压器的电源侧,由瞬动的电流继电器构成。 3、纵联差动保护 纵联差动保护是变压器的主保护,同属于相间短路保护,用来保护变压器内部及引出线上发生的各种相间短路故障,同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。对于10000KVA及以上厂用备用变压器和单独运行的变压器,以及2000KVA以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器,应装设纵联差动保护。它是利用基尔霍夫电流定理工作的,反应被保护区两侧电流差而动作,不需要与保护区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合,可以瞬时动作。如果故障程度比较轻,差动保护可以预警后并延长故障继续发生的时间,为专业人员的维修提供一定的时间差,同时差动保护还可以利用已经编好的程序,对小型故障进行自动的排除等。如果故障程度比较严重,差动保护会直接报警并且断电,避免短路后经济损失情况的发生。由于差动保护具有以上的优势,目前供电系统广泛采用该技术,它将成为未来继电保护的一种趋势。 4、过电流保护 过电流保护是作为瓦斯保护和差动保护的后备保护,可以准确反应出变压器短路所导致的过电流。过电流保护装置一般是装在电力变压器的电源侧,并且根据变压器的要求装配不同的保护装置。升降压变压器处可以装配复合电压起动的过电流保护,大接地电流系统中,可以在变压器外部装配零序电流保护,作为主变压器保护的后备保护。过电流保护的具体启动方式应该根据相配备的变电器的相应数据进行合理选择,没有统一的标准,可以根据供电系统的不同需求装配不同的过电流保护装置。 5、过励磁保护 现代供电系统由与工作电压过高,电力变压器的额定磁密接近饱和。频率降低时与电压升高时,变压器都很容易出现过励磁,导致铁心的温度上升影响绝缘性能。安装励磁保护装置,可将变压器的过励磁引起的过电流反应出来,从而可防止变压器绝缘老化,提高变压器的使用效能。 6、过负荷保护 过负荷保护能够反应变压器正常运行时所出现的过负荷情况。过负荷装置仅在变压器有可能过负荷的情况下才装设,通常能够检测出过负荷的信号。它的基本工作原理为:一相上进行一个电流继电器的装设,并经过一定时间延长动作于信号来进行过负荷保护

电力变压器继电保护技术的应用与发展

电力变压器继电保护技术的应用与发展 【摘要】本文首先论述了电力变压器的继电保护措施,继而分析了继电保护装置在电力变压器故障中的应用,接着就继电保护装置在实际应用中应考虑的问题和应对措施进行了简要阐述,最后对继电保护的未来发展趋势谈了一点看法,仅供参考。 【关键词】电力变压器;继电保护技术;应用;发展 继电保护是一个自动化的装置设备,它的目的是当其保护的系统中电路或元器件出现故障或不正常运行时,这个系统的额保护装置能及时根据设定的程序在系统相应的部位实现跳闸或短路等既定操作,使故障电路或元器件从系统中脱离或者发出信号通知管理人员处理,以达到最大限度地降低电路或元器件的损坏,使被保护系统稳定运行。在电力系统中,电力变压器作为其大量使用的关键设备,其运行的可靠性是整个电力系统安全运行的重要保证。一旦其发生故障,却又无相应的保护装置对其进行保护,就会使整个电力系统无法正常运行。为此,应用继电保护装置对其进行保护显得尤为重要。 1.电力变压器的继电保护措施 1.1瓦斯保护 瓦斯保护是大中型变压器不可缺少的安全保护,其分为轻瓦斯保护动作于信号、重瓦斯保护动作于断路器跳闸。(1)轻瓦斯保护动作:当变压器局部产生击穿或短路故障时,其变压器内会产生气体,这时继电保护装置会根据气体的速度、特征以及成分等,来推测其故障的原因、部位和严重程度。当因为是滤油、加油或气动强油循环装置而产生气体,或是因温度下降或漏油使油面下降,再或是因为变压器轻微故障而产生气体等原因时,保护装置会发出瓦斯信号。(2)重瓦斯保护动作:当变压器内油面剧烈下降或保护装置二次回路故障,或是检修后油中空气分离太快等,均会导致瓦斯动作于跳闸。 1.2差动保护 差动保护是电力系统中,被保护设备发生短路故障,流进被保护设备的电流和流出的电流不相等,从而产生差电流,当产生的差电流大于差动保护装置的整定值时而动作的一种保护装置。 1.3后备保护 当回路发生故障时,回路上的保护将在瞬间发出信号断开回路的开断元件(如断路器),这个立即动作的保护就是主保护。当主保护因为各种原因没有动作,在延时很短时间后(延时时间根据各回路的要求),另一个保护将启动并动作,将故障回路跳开。这个保护就是后备保护。

浅谈500kV变电站变压器的继电保护问题

浅谈500kV变电站变压器的继电保护问题 发表时间:2017-12-30T20:22:48.630Z 来源:《电力设备》2017年第24期作者:杨勇全楠万磊[导读] 摘要:500kV变压器的工作电压高,容量大,在电网中占有十分重要的地位,一旦变压器出现问题或者继电保护出现故障则会引起主变停电,从而造成重要的经济损失。 (国网山东省电力公司检修公司山东济南 250000;国网山东济宁市任城区供电公司山东济宁 272000; 国网山东省电力公司检修公司山东济南 250000)摘要:500kV变压器的工作电压高,容量大,在电网中占有十分重要的地位,一旦变压器出现问题或者继电保护出现故障则会引起主变停电,从而造成重要的经济损失。因此,在变压器出现故障是要尽快进行故障查找,并进行故障排除。基于此,本文就500kV变电站变压器的继电保护问题进行分析。 关键词:故障类型;继电保护;变压器;500kV 继电保护动作从字意上理解可以认为是继电保护的操作流程,是动作后继电器接点状态及发生变化的规律,接点变化将原先不导通的开关跳闸回路进行导通,形成了开关跳闸现象和模式。在继电保护工作中,主要是通过四项基本要求进行工作的,即灵活性、速动性、连环性、灵敏性。 一、常见的500kV变压器故障类型 500kV变电站的主变压器在运行过程中,容易受到多方面因素的影响,出现一系列问题。较常出现的故障类型如下:1)在设备长时间处于超负荷运转的状态下,极易导致设备受到不同程度的损害,进而直接对设备的运行效率及运行质量构成不良影响。针对这一情况,便应从设备监测的方向着手,如采取过负荷保护装置进行安装,在设备出现超负荷运转现象的情况下可充分发挥监测功能,如负荷到达所设定的保护上限时,设备可自行发出相应的警报信号,以提示工作人员对设备负荷做出调整。2)对于大型变压器而言,出现过励磁现象的可能性相对较高。针对这一现象,可通过安装过电压保护装置、过励磁保护装置的方式进行处理,另外还可自行进行还上限设置,以使过励磁现象出现时可自动引起自动跳闸装置。3)针对油箱压力过大、变压器油温过高、绕组温度过高、冷却系统故障等方面的故障问题,进行处理的过程中应当严格以变压器相关标准规范为依据,实施相应的保护装置安装,使该装置能够在出现上述故障的情况下发出相应信号,或直接进行自动跳闸。另一方面,为使故障造成的损失可得到最大化降低,首先,可采用复合电压起动的过电流对内部短路、相应母线及出现部分进行负责,并将其作为后备;其次,还可采用总联差动保护对变压器绕组、绕组匝间短路予以保护。 二、常见的500kV变压器继电保护类型 1)差动保护。差动保护是指借助变压器高低两侧流动的电流大小和相位差别来对变压器进行保护工作。由于其具备较高的灵敏度、良好的选择性、便于操作的特点,并能有效区分设备发生的故障类型。同时能对设备发生的故障进行精准的切除,确保电路系统的正常运行。因此,差动保护措施已经广泛的被使用在各种电路线路的保护工作中。 2)瓦斯保护。当变压器在进行正常的工作时,一旦油箱发生故障,变压器油箱的油会在油箱发生故障的位置被电弧点燃,发出气味,从而降低油箱内油的高度,自动对设备进行瓦斯保护。 3)过电流、过励磁保护。当变压器在进行正常的工作时,一旦一侧出现高于500kV的电压时,则此时的磁密度处于保护状态。如果频繁出现电压升高和降低的现象,则会引起过励磁现象的发生。过励磁保护措施是借此电压的升高所引起的过励磁现象来对变压器进行保护,进而减少设备的损伤,延长设备的使用寿命。 三、500kV电力变压器继电保护措施的具体应用 1)利用微机及相关信息,处理继电保护故障。①技术人员需要对微机所提供的设备故障信息进行全面的分析,排除一些简单的故障问题;②电力企业需要重视人为处理故障的工作。比如一些继电保护故障出现后,仅从现场设备的信号指示或者数值反映无法真正找到故障的位置,这与工作人员的工作态度、重视度有关。针对这种现象,需要如实向上级部门进行反映,从而在最短时间内发现问题并解决问题;③需要对故障录波和事件记录进行充分的分析和研究,从中找出故障发生的原因。借助记录信息,可以对系统进行全方位的检查各故障的排查,一旦发现故障出现在继电保护中,则需要保持设备的原状进行记录,制定出科学有效的措施后再进行故障处理。 2)合理应用检查方法。一旦变压器继电保护不良运作时,可以选择逆序检查的方式来对故障发生的原因进行排除。一旦变压器继电保护无反应时,可以选择顺序检查的方式来对设备的外部、绝缘部位、电源的工作性能、保护性能等进行顺序检测。此外在对继电保护设备的动作逻辑和动作时间进行检查时,可以选择整组试验的方式来进行检查工作。通过对段时间内出现的故障问题进行分析判断,找出故障发生的原因和位置,进而对问题进行解决。 3)继电保护常见故障的解决。对瓦斯故障的处理方式进行分析,一旦设备执行瓦斯保护工作时,可以借助复归音响来对变压器的电流数值、电压数值和温度变化进行密切的监视,并且对直流系统的绝缘接地情况和二次回路现象进行检查,从而有效排除故障。一旦发生瓦斯继电器内出现氧化现象,则应及时排除瓦斯继电器内滞留的气体,并且对其他进行收集和检验。如果气体为无色、无臭味不具备易燃性,则表明变压器可以正常进行工作;如果气体为白色或者淡黄色、有刺激性气味且具备燃烧性,则表明变压器内部发生故障,需要进行检修。同时需对变压器内部的油进行取样化验,一旦闪电低于5℃,则立即停止变压器工作,对其内部进行全面检修。此外对差动保护故障的排除方式进行分析,可以选择新安装的变压器来对其进行5次空投试验,从而对差动保护是否可以躲过励磁现象进行测验,并且检查回路接线情况。比如在对接线错误所导致的误动现象时:①可以对变压器进行极性试验,从而检查二次回路的正常性;②需要对电缆线等接线进行检查,保证二次回路绝缘线良好。 4)500kV电力变压器继电保护的改进。为更好避免电力变压器继电保护故障现象的出现,可对变压器的外部进行全面保护以减少故障发生。以差动保护来对500kV电力变压器继电保护系统的主保护系统来进行优化为例,主要包含以下几方面内容:①差动保护的构造:以基尔霍夫定律为基础,差动保护措施能够有效确保电力变压器正常的进行工作,或者在设备外部出现短路期间来实现变压器三侧电流向量值为0,从而有效保护线路,其结构图如图1所示。②比率制动:保差动保护符合设备要求的基础下应用和谐波制动,可以有效提高电力变压器的灵敏度和安全可靠性。此外使用比率制动,可有效避免设备发生故障时出现误动现象。电力变压器空载投入或者切除外部故障问题后,可借助谐波来进行制动,恢复变压器电压。

差动保护的工作原理

1、变压器差动保护的工作原理 与线路纵差保护的原理相同,都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。 2、变压器差动保护与线路差动保护的区别: 由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。因此,为了保证纵差动保护的正确工作,须适当选择各侧电流互感器的变比,及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时,两侧二次电流相等。例如图8-5所示的双绕组变压器,应使 8.3.2变压器纵差动保护的特点 1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法 (1)励磁涌流:

在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下,变压器励磁电流的数值可达变压器额定6~8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。 (2)产生励磁涌流的原因 因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°,在电压瞬时值u=0瞬间合闸,铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变,因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm,如果考虑剩磁Φr,这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr,其幅值为如图8-6所示。此时变压器铁芯将严重饱和,通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大,达到额定电流的6~8倍,形成励磁涌流。

(3)励磁涌流的特点: ①励磁电流数值很大,并含有明显的非周期分量,使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。

②励磁涌流中含有明显的高次谐波,其中励磁涌流以2次谐波为主。 ③励磁涌流的波形出现间断角。 表8-1 励磁涌流实验数据举例 (4)克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施: 采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护; ②利用二次谐波制动原理构成的差动保护; ③利用间断角原理构成的变压器差动保护; ④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。 2、不平衡电流产生的原因 (1)稳态情况下的不平衡电流

某电力变压器继电保护设计(继电保护)

1 继电保护相关理论知识 1.1 继电保护的概述 研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况,以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件(发电机、变压器、输电线路等),使之免遭损害,所以沿称继电保护。 1.2.1 继电保护的任务 当电力系统发生故障或异常工况时,在可能实现的最短时间和最小区域内,自动将故障设备从系统中切除,或发出信号由值班人员消除异常工况根源,以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。 1.2.2继电保护基本原理和保护装置的组成 继电保护装置的作用是起到反事故的自动装置的作用,必须正确地区分“正常”与“不正常”运行状态、被保护元件的“外部故障”与“内部故障”,以实现继电保护的功能。因此,通过检测各种状态下被保护元件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别。依据反映的物理量的不同,保护装置可以构成下述各种原理的保护:(1)反映电气量的保护 电力系统发生故障时,通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压的比值(阻抗)和它们之间的相位角改变等现象。因此,在被保护元件的一端装没的种种变换器可以检测、比较并鉴别出发生故障时这些基本参数与正常运行时的差别.就可以构成各种不同原理的继电保护装置。 例如:反映电流增大构成过电流保护; 反映电压降低(或升高)构成低电压(或过电压)保护; 反映电流与电压间的相位角变化构成方向保护; 反映电压与电流的比值的变化构成距离保护。 除此以外.还可根据在被保护元件内部和外部短路时,被保护元件两端电流相位或功率方向的差别,分别构成差动保护、高频保护等。 同理,由于序分量保护灵敏度高,也得到广泛应用。 新出现的反映故障分量、突变量以及自适应原理的保护也在应用中。

变压器差动保护

变压器差动保护 一:这里讲的是差动保护的一种,即变压器比例制动式完全纵差保护(以下简称差动); 二:差动保护的定义 由于在各种参考书中没有找到差动保护的具体定义,这里只根据自己所掌握的知识给差动保护下一个定义:当区内发生某些短路性故障的时候,在变压器各侧电流互感器CT的二次回路中将产生大小相同,相位不同的短路电流,当这些短路电流的向量和即差流达到一定值时,跳开变压器各侧断路器的保护,就是变压器差动保护 三:下面我以两圈变变压器为例,针对以上所述变压器差动保护的定义,对差动保护进行阐述: 1、图一所示:为一两圈变变压器,具体参数如下:主变高压侧电压U高 =220KV,主变低压侧电压U低=110KV,变压器容量Sn=240000KV A, I1’:流过变压器高压侧的一次电流; I”:流过变压器低压侧的一次电流; I2’:流过变压器高压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流; I2”:流过变压器低压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流; nh:高压侧电流互感器CT1变比; nl:低压侧电流互感器CT2变比; nB:变压器的变比; 各参数之间的关系:I1’/ I2’= nh I”/ I2”= nl I2’= I2”I1’/ I”= nh/ nl=1/ nB 2、区内:CT1到CT2的范围之内; 3、反映故障类型:高压侧内部相间短路故障,高压侧(中性点直接接地) 单相接地故障以及匝间、层间短路故障;

四:差动的特性 1、比率制动:如图二所示,为差动保护比率特性的曲线图: 下面我们就以上图讲一下差动保护的比率特性: o:图二的坐标原点; f:差动保护的最小制动电流; d:差动保护的最小动作电流; p:比率制动斜线上的任一点; e:p点的纵坐标; b:p点的横坐标; 动作区:在of范围内,由于电流小于最小制动电流,因此在此范围内,只要电流大于最小动作电流Iopo,差动保护动作;当电流大于f点时, 由于电流大于最小制动电流,此时保护开始进行比率制动运算,曲 线抬高,此时只有当电流在比率制动曲线以上时保护动作;因此, 图中阴影部分,即差动保护的动作区; 制动区:当电流在落在曲线以下而大于最小动作电流的时候,由于受比率制动系数的制约,保护部动作,这个区域就是差动保护的制动区; 比率制动系数K:实际上比率制动系数,就是图二中斜线的斜率,因此我们只要计算出此斜线的斜率,就等于算出了比率制动系数。以p点为 例:计算出斜线pc的斜率K=pa/ac=(pb-ab)/(ob-of);举例说明一下: 差动保护有关定值整定如下:最小动作电流Iopo=2,最小制动电流 Iopo=5,比率制动系数k=0.5;按照做差动保护比率制动系数的方法, 施加高压侧电流I1=6A,180度,低压侧电流I2=6A,0度,固定I1升 I2,当I2升到9.4A的时候保护动作,计算一下此时的比率制动系数。 由于两圈变差动的制动电流为(I1+I2)/2,因此,Izd=(9.4+6)/2=7.7, 所以K=(9.4-6-2)/(7.7-5)=1.4/2.7=0.52; 2、谐波制动:当差动电流中的谐波含量达到一定值的时候,我们的装置就 判此电流为非故障电流,进行谐波闭锁。500kv一下等级的变压器之

变压器差动保护原理及调试的探讨

变压器差动保护原理及调试的探讨 摘要:本文通过对变压器的工作原理和差动保护原理进行相关的分析,并且着 重讨论计算方法和相位补偿等问题,在了解过这些问题之后,才能够对变压器差 动保护装置的原理和如何调试该装置进行相应的讨论。只有通过一步一步的推导,才能够计算出一个完整的、科学的算法,才能够在VisualBasic6.0的编程中进行更为精确的计算,然后再进一步开发出相应的变压器差动保护装置。该系统具有操 作简单和互动性良好的优点,使用者能够很好的对其进行操作,并且能够保证数 据的准确性。该系统提升了工作人员现场调试的效率,并且有效的指导了工作人 员们应该如何进行有效的变压器调试工作,这对于变压器的调试工作是十分有利的。 关键词:差动保护装置;变压器;原理;调试 引言:变压器差动保护作为变压器的主保护,具有十分重要的意义,变压器 的差动保护装置成为安装作业阶段的重中之重,由于变压器的安装工作会直接影 响到变压器后期的使用效果,所以要格外注重变压器的差动保护装置,该装置是 维护变压器正常运行的关键。所以,一定要掌握差动保护装置的工作原理,除此 之外,其调试工作也是十分重要的。 一、微机变压器差动保护原理 1.差动保护的动作曲线和动作判据 变压器差动保护是按比较各侧电流大小和相位而构成的一种保护。当变压器 内部故障时,有差动电流流过差动回路,当电流达到整定值时差动继电器动作, 跳开变压器各侧的断路器。变压器在正常运行或外部故障时,在理想情况下,流 过差动回路的电流为零,差动继电器不动作。微机型变压器差动保护动作特性多 采用具有二段折线形的动作特性曲线。 2.制动电流的取得 对于双绕组变压器,制动电流常用以下两种取得方法。制动电流取高、低压 侧TA二次电流相量差的一半,即Is=12I?h-I?l制动电流取高、低压侧TA二次电流幅值的最大值,即Is=maxI?h,I?lll对于三绕组变压器,制动电流取法与双绕组变 压器的基本相同。 3.微机变压器保护相位的校正 双绕组变压器常采用Y,d11接线方式,则变压器两侧电流相位差为30°,为 保证在正常运行或外部短路故障时高压侧电流与低压侧电流呈反向关系,必须进 行相位校正。对于Y,y,d11接线方式的三绕组变压器也应通过相位校正的方法 保证星形侧与三角形侧电流呈反向关系。对于微机保护,变压器两侧电流相位差 由软件进行相位校正,两侧电流互感器二次接线同为星形接线法,称为“内转角” 方式。 二、大型变压器差动保护系统常规调试方法与内容 1.变压器差动保护系统的形式 大型变压器差动保护的基本原理,是利用安装在变压器高低压两侧的电流互 感器,监测比较输入输出的电流的相位和大小,当发现电流不平衡时,启动差动 继电器给出跳闸信号,保护变压器,形成所谓的纵向差动保护,变压器差动保护 系统有由继电器为主要控制元件组成的继电保护系统,以及由微机运算控制的综 合微机保护系统。

变压器继电保护

1.摘要 继电保护在电力的生产、输送及使用过程中都起到了至关重要的作用,为保证供电的可靠性做出了极大的贡献。其中对变压器的保护是重要的一部分,在电力的传输中变压器是至关重要的设备,完成电压等级的变换。对变压器的保护是电力系统继电保护的重要组成部分。 继电保护是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。继电保护装置一旦不能正确动作,就会扩大事故,酿成严重后果。因此,加强继电保护的设计和整定计算,是保证电网安全稳定运行的重要工作。实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。本次设计是对某三绕组变压器继电保护的设计,气体保护和总差动保护组成了变压器的主保护,过电流保护是变压器的后备保护,另外还涉及了零序电流保护。设计的任务主要包括了六大部分,分别为运行方式的选择、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。要结合具体条件和要求,从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施,突出重点,统筹兼顾,妥善处理,以达到保证电网安全经济运行的目的。 关键词:继电保护变压器短路电流整定计算

2.设计基本资料 已知两台变压器均为三绕组、油浸式、强迫风冷、分级绝缘,其参数:MVA S N 5.31=,电压:kV 11/%5.225.38/%5.24110?±?±,接线:)1211//(//011--?y Y d y Y N 。短路 电压:5.10(%)=HM U ;6(%);17(%),==ML L H U U 。两台变压器同时运行,110kV 侧的中性点只有一台接地;若只有一台运行,则运行变压器中性点必须接地,其余参数如图所示。(图中的L1的参数改为L1=20km ) 电气主接线图 图2.1 电气主接线图 当电力系统发生故障或异常工况时,在可能实现的最短时间和最小区域内,自动将故障设备从系统中切除,或发出信号由值班人员消除异常工况根源,以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。 ~

变压器纵差动保护动作电流的整定原则是什么

变压器纵差动保护动作电流的整定原则是什么? .(1)大于变压器的最大负荷电流; (2)躲过区外短路时的最大不平衡电流; (3)躲过变压器的励磁涌流。 39.什么是自动重合闸?电力系统为什么要采用自动重合 闸? 答:自动重合闸装置是将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置。电力系统运行经验表明,架空线路绝大多数的故障都是瞬时性的,永久性故障一般不到10%。因此,在由继电保护动作切除短路故障之 后,电弧将瞬间熄灭,绝大多数情况下短路处的绝缘可以自动恢复。因此,自动将断路器重合,不仅提高了供电的安全性,减少了停电损失,而且还提高了电力系统的暂态稳定水平,增大了高压线路的送电容量。所以,架空线路要采用自动重合闸装置。 什么是主保护、后备保护、辅助保护? 答:主保护是指能满足系统稳定和安全要求,以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。 后备保护是指当主保护或断路器拒动时,起后备作用的保护。后备保 护又分为近后备和远后备两种:(1)近后备保护是当主保护拒动时, 由本线路或设备的另一套保护来切除故障以实现的后备保护(2)远后 备保护是当主保护或断路器拒动时,由前一级线路或设备的保护来切 除故障以实现的后备保护. 辅助保护是为弥补主保护和后备保护性能的不足,或当主保护及后备 保护退出运行时而增设的简单保护。 、何谓主保护、后备保护?何谓近后备保护、远后备保护?(8分) 答:所谓主保护是指能以较短时限切除被保护线路(或元件)全长上的故障的保护装置。(2分) 考虑到主保护或断路器可能拒动而配置的保护,称为后备保护。(2分) 当电气元件的主保护拒动时,由本元件的另一套保护起后备作用,称为近后备。(2分)

电力变压器差动保护原理与研究

变压器差动保护的基本原理 1、变压器差动保护的工作原理 与线路纵差保护的原理相同,都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。 2、变压器差动保护与线路差动保护的区别: 由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。因此,为了保证纵差动保护的正确工作,须适当选择各侧电流互感器的变比,及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时,两侧二次电流相等。 变压器纵差动保护的特点 1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法 1)励磁涌流 在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下,变压器励磁电流的数值可达变压器额定6~8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。 2)产生励磁涌流的原因 因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°,在电压瞬时值u=0瞬间合闸,铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变,因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm,如果考虑剩磁Φr,这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr,其幅值为如图8-6所示。此时变压器铁芯将严重饱和,通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大,达到额定电流的6~8倍,形成励磁涌流。

3)励磁涌流的特点: ①励磁电流数值很大,并含有明显的非周期分量,使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。 ②励磁涌流中含有明显的高次谐波,其中励磁涌流以2次谐波为主。 ③励磁涌流的波形出现间断角。 4)克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施: ①采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护; ②利用二次谐波制动原理构成的差动保护; ③利用间断角原理构成的变压器差动保护; ④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。 2、不平衡电流产生的原因 (1)稳态情况下的不平衡电流 ①变压器两侧电流相位不同

浅谈电力变压器继电保护设计

浅谈电力变压器继电保护设计 本文主要介绍了电力变压器的常见故障,异常工作状态和继电保护配置,并分析了几种电源变压器基于保护需要进行配置的方法。为了确保安全,电力系统经济稳定地运行,保护设备必须正确设置并进行精确调整。电力变压器在操作中,经常会遇到各种故障,这将对安全持续的电力系统的正常运行造成负担,尤其是规格较大变压器的损坏,它会直接造成整个系统的无法运行。 标签:电力变压器;继电保护;设计 前言: 电力能源作为当代社会能源系统中不可或缺的能源之一,其已经成为社会不断发展的基石。随着人类生活水平的不断提升,大功率用电器的广泛普及,用电量也在不断增加。作为主要设备的电力变压器是电力系统的核心,在其运行时经常会面临各种问题,这就对电力系统的安全持续运行造成严重影响,特别是大容量变压器遭到破坏或运行问题时时,影响最为严重。为了确保电力变压器的稳定持续运行,防止安全事故发生,保证电力系统的安全稳定运行,这就要求我们基于变压器的容量,结构和故障类型安装合适的继电保护装置。 1、关于电力变压器继电保护的概述 1.1电力变压器继电保护的要求 继电保护装置要求具有独立性,并通过专用的电源系统来供电,并且使得开关电路和一次侧高压进行隔绝。继电保护装置也要构成相应的一个整体,随时沟通与联系,例如当其之间的接触短路时,位于短路点所在的支路两端的保护装置应该马上运行,主要运行方式是进行跳闸处理,而短路点所在的上下两段的保护装置要安全可靠并且不发生跳闸处理的问题。由于继电保护装置主要目的是从电源系统中迅速切除,减少电力企业的损失,因此跳闸电路安全可靠性要非常高,跳闸回路相互之间要求隔绝。 1.2电力变压器继电保护所具备的特点和优势 继电保护具有可靠性。一般来说,它对配置要求较高,性能还要可靠且优越,其主要保护方法是方法库和数据仓库。电气设备的价值和功能价值的发挥离不开可靠的继电保护装置。当电压要求220千伏或者要求更高的设备运行时,这些电力设备都要相互独立运行,且由两套独立的控制系统来进行控制。当其中一套系统无法工作时,另一套系统也可在设备发生故障时实现对设备进行控制的操作。当然,继电保护也具有很好的灵敏性。对于复杂的电路装置在高电阻接地故障发生时灵敏度的高低就在此处体现。一般来说,其最末一段零序电流保护的电流暂定值不应大于300A(一次值)。继电保护也具有速动性,良好的速动性可以提高整个系统运行时的水平,提高系统稳定性,减少设备发生故障的概率,缩小故障

电力变压器保护作用有哪些

https://www.doczj.com/doc/034773855.html, 电力变压器保护作用有哪些?据贤集网小编了解其有差动保护、瓦斯保护、后备保护、电流保护。下面对于电办变压器四种保护作用进行详细介绍。 瓦斯保护的作用 变压器中的主要保护措施是瓦斯保护,变压器油面降低以及变压器油箱内的故障都由瓦斯予以反映。当变压器出现轻微故障时,就会出现油面下降的现象,轻瓦斯会有信号发出,而当瓦斯有严重故障发生时,会有大量的气体产生,重瓦斯也会有跳闸的现象。 变压器内部发生故障时,故障局部会有发热的情况产生,这样一来,在附近的变压器就会发生油膨胀的现象,空气被放出,形成气泡逐渐上升,而其他材料和油会在放电等作用下产生瓦斯,从而让油面下降。 故障很严重时,产生瓦斯气体之后,增大了变压器内部的压力,从而让油流向油枕方向,挡板会在油流冲击时对弹簧的阻力进行克服,从而让磁铁朝干簧移动,接通干簧的触点,这样一来,就会发生跳闸的现象。 差动保护的作用 差动保护是对变压器的主保护,主要是对变压器的引出线以及绕组的故障进行反映,变压器的各侧断路器它都可以跳开。根据装置不同,差动保护可以分为以下几种:横联差动保护常常用于并联电容器以及短路保护中,当设备采用双母线以及双绕组时,就会采用横联差动保护;纵联差动保护主要是对短路以及匝间短路等进行反映,保护范围主要包括引出线和套管。 后备保护作用 主变压器在运行时有阻抗较大的特点,因此,主变压器在低压侧时有故障出现,对高压侧的运行不会产生影响。高压侧的稳定性对电压闭锁的保护功能可以有效地实现。但是在主变故障在运行时发生异常的情况下并不能及时的做出反应。因此,主变压器在运行时,要做好后备保护措施,可以采用高压侧和低压侧并联开放的方式,让闭锁回路的开放具有灵活性。 变压器的电压以及电流保护的作用 当变压器的外部有故障发生时,就会产生过电流;在变压器的内部有故障时,就会产生差动保护以及瓦斯保护的后备,在变压器中,应该安装电流保护装置。根据变压器容量以及系统短路电流的不同,对不同的保护方法进行选择。 继电保护用的电流互感器要求为:绝缘可靠;足够大的准确限值系数;足够的热稳定性和动稳定性。保护用互感器在额定负荷下能够满足准确级的要求最大一次电流叫额定准确限值一次电流。准确限值系数就是额定准确限值一次电流与额定一次电流比。当一次电流足够大时铁芯就会饱和起不到反映一次电流的作用,准确限值系数就是表示这种特性。保护用互感器准确等级5P、10P,表示在额定准确限值一次电流时的允许误差5%、10%。

浅谈电力变压器继电保护设计 妥志鹏 杜航

浅谈电力变压器继电保护设计妥志鹏杜航 发表时间:2017-07-17T11:41:26.390Z 来源:《电力设备》2017年第8期作者:妥志鹏杜航 [导读] 摘要:电力变压器是主要的电力设施之一,现代电力输送,均需要通过电力变压器对电压进行处理后才能进行使用,但受各种未知因素的影响,电力变压器的故障时有发生,降低了电力输送的效率,影响了电力资源的正常使用。 (国网青海省电力公司检修公司青海省西宁市 810000) 摘要:电力变压器是主要的电力设施之一,现代电力输送,均需要通过电力变压器对电压进行处理后才能进行使用,但受各种未知因素的影响,电力变压器的故障时有发生,降低了电力输送的效率,影响了电力资源的正常使用。继电保护作为变压器的有效保护措施,是提高变压器安全稳定使用的关键所在,优化继电保护的设计,对于提高电力变压器的稳定运行,有着不可替代的重要作用。 关键词:电力变压器;继电保护;设计; 1电力变压器继电保护的工作原理 电力变压器继电保护系统主要是根据电力系统所出现的电力数值的变化情况以实现电力变压器继电系统的自我调节功能。电力变压器继电系统存在的目的是,无论电力变压器继电系统中的电力变压器继电保护系统的工作状态如何,或是处于什么样的情形都要保证整个系统的安全。按照电力变压器继电系统是否处于正常运行的状态,其继电保护的基本原理并不相同。为了确认电力变压器继电系统处于什么样的运行状态,则需要对电力变压器继电系统的运行状态进行测量并进行分析。 2电力变压器继电保护的基本构成 经过长时间的发展与演变,如今电力变压器继电保护系统已逐步发展到了微机型的继电保护系统的状态,该类型的电力变压器继电保护系统主要由3部分组成。①电力系统信号采集部分。其主要功能是收集并整理电力系统内部的电力数值的情况,然后将其收集整理的数据通过有效的传递方式提交给电力系统继电保护部分。②电力系统的信号处理部分。其能够对电力系统信号采集整理的信号进行处理,并以有效的方式对相关问题进行分类与处理。③信号输出部分。该部分是十分重要的一环节,信号输出部分可以有效地将输出信号的指令精准无误地发送给电力系统,从而保障调节工作的顺利进行。 3.电力变压器继电保护系统常见故障类型 3.1电力变压器继电保护系统中电压互感器的二次回路故障 系统的电压互感器部分属于继电保护系统的核心组成部分,是电力变压器继电保护系统的心脏部分,其主要功能是将电力系统中过高的电压排除。在通常情况下,电压互感器在承受相对数值较大的电阻负载的同时,其承受的二次电压数值与其所承受的一次电压数值还以正比的关系存在。因此,在这样的情况下,一旦发生电阻数值减小等相关现象,那么极容易造成电压互感器出现短路现象。在开口三角电压数值不稳定的情况下,通常就会引起以上原因造成的故障与问题。因为在电压互感器内部的铁芯中极易发生由于电压的升高所造成的线性不稳限次,所以在处理这类力变压器继电保护系统故障的时候,应当格外注意电压互感器的短路以及回路等问题。 3.2电力变压器继电保护系统电流互感器的故障 因为电力变压器继电保护系统内的电流互感器是根据电磁感应的相关原理制作设计的,因此,将原有的较大数值电流转换成为较小的数值电流是设计电流互感器的主要功能,也是电流互感器存在的价值。基于以上原因很容易知道,一旦电流互感器内部的绝缘部分发生破裂或类似现象,则极容易引起电流的窜出等系列问题,则给电力系统的安全、稳定、正常运行造成了严重的阻碍,严重时还可能引发安全事故。 3.3计算机型电力变压器继电保护装置的故障 在现代信息技术迅速发展、计算机技术迅速提升的时代背景下,计算机型电力变压器继电保护装置已经逐渐开始运用于继电保护工作。然而,在实际操作、运用的过程中,如果发生了输入功率不足的现象,则极易引起计算机系统控制所输出的电压数值减少等现象,该问题会对电力系统电力数值的正常运行带来十分不利的影响。 4.电力变压器继电保护设计优化方法 4.1差动保护设计 将变压器两侧的电流互感器二次侧按正常时的“环流接线”是变压器差动保护动作电流设计的原则。如果变压器处于正常运行的状态,那么差动继电器中的电流为其两侧电流互感器CT的二次电流之差,其数值趋于0。如果差动继电器不发生任何动作,那么其保护也不会有任何作为。也就是说,如果在电流互感器二次回路端线,并且变压器处于最大负荷的状态下,差动保护是不会产生任何动作的。随着计算机芯片性能的提升,对位于变压器1套保护装置中所具有的主保护以及各侧全部后备保护的两套主变压器微机型保护装置进行了全力开发,其成果已经被广泛应用于实际工程中。所以,在330kV及以上高压侧电压的变压器可以采用安装双重差动保护的方法对电力变压器引出线、套管及其内部短路故障进行反应,从而实现有效反应电力变压器绕组及其引出线的多相短路及绕组匝间短路的纵联差动保护,同时也可以将电流速断保护作为主保护,另外也能达到将瞬时动作于断开各侧断路器的目的。 4.2瓦斯保护设计 除了瓦斯保护可以动作,像差动保护以及其他有关保护设计通常是都不能进行动作的。瓦斯保护主要是依靠气体继电器来实现动作的,其位于变压器油箱和油枕之间的连接导油管中。瓦斯保护主要有两种:①首先轻瓦斯保护动作于信号,然后依照气体的属性,包括:颜色、可燃性、数量以及化学成分来判断保护的理由以及电力变压器继电保护装置故障的性质。根据此有关工作人员则可以及时察觉故障的发生并有针对性地对故障进行相关处理。②首先重瓦斯保护动作于断路器跳闸,然后通过监视确定气体发生的速度,并对气体的不同特征以及相关成分进行剖析,从而根据有关分析间接地推测、判断造成故障发生的原因、故障出现的部位和以及故障的严重程度。 4.3过电流保护设计 ①低压变压器过电流保护设计。三相式三卷变压器通常用于变压器低压侧,而在压侧短路时高、中压侧的阻抗保护通常无法发挥作用,起不到保护功能,因此难以达成作为相邻元件所具有的后备保护需求。在这种情况下可以在低压侧安置复合电压闭锁过流保护,并同时在其高、中压侧都设计并安装复合电压闭锁过流保护以及零序方向过电流保护或间隙保护等。②高压变压器的保护设计。在电力变压器高压侧的过电流保护对低压侧母线规定有灵敏系数的时候,可以在电力变压器低压侧断路器和电力变压器高压侧短路器上设计安装有关的过电流保护装置。如果电力变压器低压侧母差保护发生校验停运现象,或者是因为故障出现拒动问题以及开关与TA间出现不正常现象的时

变压器差动保护

第二节变压器差动保护 1.概述 电气主设备内部故障的主保护方案之一是差动保护,差动保护在发电机上的应用是比较简单的,但是作为变压器内部故障的主保护,差动保护将有许多特点和困难。 变压器有两个和更多个电压等级,构成差动保护所用电流互感器的额定参数各不相同,由此产生的差动保护不平衡电流将比发电机大得多。 变压器每相原副边电流之差(正常运行时的励磁涌流)将作为变压器差动保护不平衡电流的一种来源,特别是当变压器过励磁运行时,励磁电流可达变压器额定电流的水平,势必引起差动保护误动作。更有甚者,在空载变压器突然合闸时,或者变压器外部短路被切除而变压器端电压突然恢复时,暂态励磁电流(即励磁涌流)的大小可与短路电流相比拟,在这样大的不平衡电流下,要求差动保护不误动,是一个相当复杂困难的技术问题。 正常运行中的变压器,根据电力系统的要求,需要调节分接头,这又将增大变压器差动保护的不平衡电流。 变压器差动保护能反应高、低压绕组的匝间短路,而匝间短路时虽然短路环中的电流很大,但流入差动保护的电流可能不大。 变压器差动保护还应能反应高压侧(中性点直接接地系统)经高阻接地的单相短路,此时故障电流也较小。 综上所述,差动保护用于变压器,一方面由于各种因素产生较大和很大的不平衡电流,另一方面又要求能反应具有流出电流的轻微匝间短路,可见变压器差动保护要比发电机差动保护复杂得多。 2.配置原则 对变压器引出线、套管及内部的短路故障,应装设相应的保护装置,并应符合下列规定: (1) 10MVA及以上的单独运行变压器和6.3MVA及以上的并列运行变压器,应装设纵联差动 保护。6.3MVA及以下单独运行的重要变压器,亦可装设纵联差动保护。 (2) 10MVA以下的变压器可装设电流速断保护和过电流保护。2MVA及以上的变压器,当电 流速断灵敏系数不符合要求时,宜装设纵联差动保护。 (3) 0.4MVA及以上,一次电压为10kV及以下,线圈为三角-星形连接的变压器,可采用两 相三继电器式的过流保护。 (4) 以上所述各相保护装置,应动作于断开变压器的各侧断路器。 3.要求达到的性能指标 (1) 具有防止区外故障误动的制动特性; (2) 具有防止励磁涌流引起误动的功能; (3) 宜具有TA断线判别功能,并能选择闭锁差动或报警,当电流超过额定电流的 1.5~2倍 时可自动解除闭锁; (4) 动作时间(2倍整定值时)不大于50ms; (5) 整定值允差±5%。 4.原理及其微机实现 4.1四方 4.1.1 保护原理 变压器差动包括主变差动、发变组差动、厂用变差动、起/备变差动、励磁变差动等,对于高压侧为500kV的一个半开关接线方式,发变组差动及主变差动保护应反应四侧的电流量。

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