sel587变压器差动保护误动讲解
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SEL-587差动保护投运前的检查:您好!感谢您选用我公司代理的SEL-587差动保护装置!为确保您贵重的变压器(电动机)安全稳定运行,确保变压器(电动机)差动保护装置不误动,不拒动,特制定以下SEL-587差动保护检查要点:●SEL-587差动保护装置上电后,面板指示灯EN(绿色)点亮;●通过调试人员相关调试;●变压器做空充试验时,应暂时投入差动保护压板。
充电试验结束后,退出差动保护压板;●变压器(电动机)正式投运,带一定负荷确认二次电流回路没有问题后(请填写投运测试工作单),方可投入其差动保护压板;●确认二次电流回路正确时,所需的负荷:变压器高、低压侧二次电流均需要大于0.04In(0.2A,5A额定;0.04A,1A额定);●可以通过查看SEL-587表计值确认二次电流回路(也可能是一次系统)是否有问题。
(附:通过查看SEL-587表计,判断CT二次回路问题)用户负责人签字:日期SEL-587 CT二次接线图(以A相为例)(请施工单位一定确保CT接线如上图所示,注意相序的正确性,否则带负荷后就会跳闸!!!)SEL-587继电器投运测试工作单现场测试测量●使用METER DIF命令(或前面板按键METER→DIF):IOP1= IOP2= IOP3= IRT1= IRT2= IRT3=误差:=IOP/IRT MM1= MM2= MM3= 误差<0.10?如果误差比值小于0.10,那么差动电流是可适用的。
如果误差比值大于0.10,那么差动电流太高:检查各个电流量值和相角。
●使用(=>)METER SEC命令(或前面板按键METER→DIF):IAW1= A deg IBW1= A deg ICW1= A degIAW2= A deg IBW2= A deg ICW2= A deg检查步骤:1. 预期电流是否符合测量电流2. 相序是否正确3. 检查变压器和CT连接:如果:TRCON=DABY,CTCON=YDABTRCON=YDAB,CTCON=DABYTRCON=DACY,CTCON=YDACTRCON=YDAC,CTCON=DACYTRCON=YY,CTCON=DABDABTRCON=YY。
浅谈SEL-587差动保护(一)摘要:SEL-587继电器可用于双绕组变压器、电抗器、发电机、大型电动机以及其它双端设备的电流差动保护。
继电器能自动补偿各种连接来获取适用的差动动作量。
关键词:差动保护变压器动作电流1SEL-587差动保护基本原理SEL-587继电器保护原理与国内的微机型差动保护原理几乎是一样的,即使是与常规的电磁型比较,原理也是类似,只不过微机型保护的应用更方便。
如:常规电磁型差动保护星三角变换(CT接线)需在外部完成,微机型差动保护既可以在外部完成,也可在内部完成(外部两侧CT均可接成星型);常规电磁型差动保护电流调平衡是用改变线圈缠绕匝数来完成的,微机型差动保护经过自动计算或输入变压器额定电流值(二次值)即可。
2SEL-587继电器动作条件比例制动差动保护动作条件:IOP>(SLP1/100)*IRT且IOP>O87P;如果二次谐波I2>(PCT2/100)*IOP,则闭锁差动保护。
即差流大于一定比例的制动电流且差流大于差动启动值(差动门槛),差动保护动作。
但二次谐波较大时,闭锁差动保护(主要是考虑励磁涌流)。
差动速断保护动作条件:IOP>U87P。
一般来说,差动速断启动值要大于可能出现的励磁涌流最大值。
其中:IOP为经过星三角变换与幅值调平衡后的高低压侧差流标么值,IRT为经过星三角变换与幅值调平衡后的制动电流标么值,I2为二次谐波标么值。
计算公式:IOP=Ih+IlIRT=(|Ih|+|Il|)/2上式Ih、Il为经过星三角变换与幅值调平衡后的高低压侧电流标么值,差流计算为相量运算后取模(幅值),制动电流为高低压侧幅值相加再除以二。
理论上,经过星三角变换与幅值调平衡后的高低压侧差流(IOP)为零,但实际上由于CT传变误差、变压器分接头调整、励磁电流、继电器测量误差等因素,实际差流并不为零。
变压器穿越电流越大,差流也越大。
所以比例制动差动保护采取了类似浮动门槛的方法,差动电流大于制动电流一定比例后才动作。
SEL587差动保护装置原理说明前言本文的目的主要是为了让用户理解SEL差动保护原理,介绍从简单的单相变压器差动保护到较为复杂的两圈变Y/Δ-11接线三相变压器差动保护。
文中有较多的物理公式,正确理解这些公式,对于正确理解差动保护极为重要。
讨论基本上是以SEL587的差动保护原理为基础的,其中有些方面与国内略有区别。
单相变压器差动保护原理说明单相变压器差动保护原理较为简单。
假设变压器高压侧额定电压为U1,CT变比为CT1;低压侧额定电压为U2,CT变比为CT2。
正常运行时,由于变压器损耗很小,可近似认为高低压侧视在功率相等,因而有:S=U1*I1=U2*I2(I1为高压侧电流,I2为低压侧电流)所以:I1/I2=U2/U1假设高压侧CT二次电流为I1’, 低压侧CT二次电流为I2’,则有:I1=CT1*I1’ I2=CT2*I2’那么:I1/I2=(CT1*I1’)/(CT2*I2’)=U2/U1所以:I1’/I2’=(CT2*U2)/(CT1*U1)=(CT2/CT1)*(U2/U1) ①结论:正常运行时单相变压器高低压侧CT二次电流成正比。
变换式①:I1’-(CT2/CT1)*(U2/U1)*I2’=0令变压器差流:。
I d=。
I1’-k*。
I2’(相量运算)②其中平衡系数k=(CT2/CT1)*(U2/U1)=(U2*CT2)/(U1*CT1)忽略误差,理论上高低压侧CT二次电流成一正比。
所以,正常运行时,差流近似为零;外部短路可认为是变压器带了一个很大的负荷,所以理论上外部短路时差流也近似为零。
变压器高低压侧差动保护CT之间,如有导线短路则变为电源侧CT有故障电流,负荷侧无故障电流,破坏了高低压侧CT二次电流这种平衡关系(正比例)。
如变压器为双侧电源供电,则故障电流由两侧提供,差流更大。
如变压器匝间短路,则相当于改变了电压比(U1/U2),所以也会出现差流。
由于高低压侧CT二次电流成一正比,此比例往往也不会等于一。
电力变压器差动保护误动的原因及处理方法变压器的差动保护,主要用来保护变压器内部以及引出线和绝缘套管的相间短路,并且也可用来保护变压器的匝间短路,保护区在变压器两侧所装电流互感器之间。
但是,在现场多次出现在变压器差动保护范围以外发生短路时,差动保护误动作,导致事故范围扩大,影响正常供电。
变压器差动保护误动作的原因及处理方法如下:一、差动保护电流互感器二次接线错误(一)常用的电流互感器二次接线图1-101 常用的电流互感器二次接线图1-101是工程上常用的一种接线方式。
图中I A、I B、I c及I a、I b、I c分别为变压器高压测及低压侧电流互感器三次绕组三相电流。
对图l-101进行相量分析如下:现假定变压器高、低压侧电流均从其两侧电流互感器的极性端子兀流入,T1流入。
T2流出。
在正常运行情况下,先画出I A、I B、I c相量如图1-102(a)所示.根据图1-101可得:I A1=I A-I B;I`B=I B-I C;I`C=I C-I A.再作出I`A、I`B、I`C相量,如图l-102(b)所示。
由图1-102(a)和图1-102(b)可以看出I`A、I`B、I`C分别当变压器组别为YN,dll时,变压器低压侧电流相图1-101常用的电流互感器二次接线位将超前高压侧电流相位30°,可作出c相量如图l-102(C)所示。
由图1-101可知,I a= I a`、I b= I b`、I c= I C `,故图 l-102(C)同样也适用于 I a`、I b`和I C `。
在上面的分析中,是假定一次电流均从变压器两侧电流互感器的T1流人、T2流出。
如果变压器高压侧电流互感器的一次电流是从T1流入、T2流出,而低压侧电流互感器一次电流从T2流入、T1流出。
那么图1-101中的I a(I a`)、I b(I`b)、I c(I `c)将与图l-102(c)中的相应相量反相。
如图1--102(d)所示。
变压器差动保护误动原因与对策分析摘要为了恰当应对由变压器差动保护误动现象的产生,避免给整个电力系统的正常运转带来不必要的麻烦,文章首先对差动保护的原理进行了介绍,并从电流不平衡和励磁涌流等两个方面进行了认真的探讨,并找到了解决问题的对策。
关键词变压器差动保护误动;原因;对策在我国社会主义市场经济建设过程中,电力系统是其中最重要的能源系统。
而在整个电力系统中,电力变压器故障是造成整个电力系统故障的一个非常重要的原因。
为了避免电力变压器产生不必要的故障,影响整个电力系统的可靠性和安全性,人们采取了各种办法对电力变压器进行保护,其中对电力变压器进行差动保护是当前普遍采取的重要措施。
但是,在运行过程中,由各种原因导致的电流不平衡、励磁涌流等问题常常引发差动保护发生误动,而差动保护误动常常给整个电力系统的正常运转带来不必要的麻烦。
因此,大力加强对电力变压器差动保护异动原因的研究,寻找恰当的对策就具有了非常重要的现实意义。
1 电力变压器差动保护的原理电力变压器差动保护是电力变压器保护的主保护,是在循环电流理论基础上建立的保护系统。
通常状况下,在电力变压器的两端分别安装电流互感器,然后将电流互感器和差动继电器进行并联,如果电力变压器正常进行工作或者差动保护区域外部发生故障时,电力变压器两端电流互感器的二次电流在数值上相等,在方向上相反,这样就不会在差动继电器内部产生动作电流,因此,差动继电器也就不会产生动作,差动保护就不发生。
如果电力变压器工作不正常或者差动保护区域内部发生故障,就会导致两端电流互感器的二次电流不平衡,从而引发差动继电器内部产生动作电流,引发差动继电器进行动作,从而实现对电力变压器的差动保护。
2 电力变压器差动保护发生误动的原因分析2.1 由电流不平衡引发电力变压器差动保护发生误动在电力变压器正常运行或者差动保护区域内部没有发生故障时,由于各种原因,常常会导致电力变压器两端电流互感器二次电流不平衡现象的出现,在这样的情况下,差动继电器内部就会产生动作电流,导致差动继电器发生误动。
变压器差动保护误动因素分析及解决措施摘要:变压器保护常采用纵联差动保护和非电量保护作为主保护,当发生内部短路故障的时候,变压器两侧的电流互感器检测到差流,保护装置计算的差流值大于差动动作值时,保护发出跳闸命令。
而当发生外部短路,正确配置的差动继电器在极端条件下由于不平衡电流、励磁涌流等干扰下,保护发生误动。
在建设电力系统的过程中,需要根据变压器的重要程度以及容量等多种因素,将适当的继电保护装置安装在其中,保证差动保护的正确率。
通过这样的方式,保证变压器可以在运行中发挥自身的作用,提高电网运行的稳定性和可靠性。
基于以上背景下,本文主要分析了变压器差动保护误动因素分析及解决措施,可供参考。
关键词:变压器;差动保护;误动因素1变压器差动保护的基本原理分析就差动保护的原理来说,就是在变压器的各侧绕组上安装电流互感器,同时根据循环电流对二次绕组进行接线的,而各侧的CT端子引出线,可以根据同极性方向对其进行连接,并将差动继电器串入其中。
此时,在差动继电器中所流过的电流,实际上是变压器二次电流差值。
当区外出现故障或者在正常运行的前提下,差动继电器中流过的差流应该等于零。
在变压器的运行中,差动保护需要在以下几种情况下对数据进行处理:对于变压器中,不同侧的差动互感器,进行二次电流移项;当过滤区外发生接地故障以后,变压器中所流过的电流为零序电流;对变压器各侧的差动互感器中的二次电流,需要采用平衡系数的方式对其进行折算。
2变压器差动保护误动的主要因素分析2.1不平衡电流在正常状态下,变压器中的差动保护继电器并不会实现对电流的检测,但是,如果出现外部故障问题,就会出现一个很大的短路电流,并且其中含有谐波分量、非周期电流等,进而导致励磁电流出现急剧增加的现象。
其中,单项变压器的参数经过折算以后,所获得的等效电路为图1显示的结果:在电流互感器中所流经的I1(一次电流)为饱和状态,而低压侧的互感器中I2(二次负载电流)无法及时出现变化,所以就会有不平衡的电流进入到变压器差动继电器中。
SEL587整定说明SEL-587继电器可用于双绕组变压器、电抗器、发电机、大型电动机以及其它双端设备的电流差动保护。
继电器可适应各种电力变压器连接。
继电器能自动补偿各种连接来获取适用的差动动作量。
SEL-587继电器的变压器差动保护功能设计了一套可整定的动作电流启动量以及两个百分比制动折线特性。
这样可使继电器设置灵敏,同时使继电器能够在高故障电流情况下区分内部和外部故障。
继电器也提供一种无制动元件来快速清除高值内部故障。
二次和五次谐波闭锁使继电器可通过电流信号中的频率分量来区分由内部故障和由励磁涌流或过励磁引起的差动电流。
谐波闭锁元件具有可整定的门槛。
SEL-587继电器保护原理与国内的微机型差动保护原理几乎是一样的,即使是与常规的电磁型比较,原理也是类似,只不过微机型保护的应用更方便。
如:常规电磁型差动保护星三角变换(CT 接线)需在外部完成,微机型差动保护既可以在外部完成,也可在内部完成(外部两侧CT 均可接成星型);常规电磁型差动保护电流调平衡是用改变线圈缠绕匝数来完成的,微机型差动保护经过自动计算或输入变压器额定电流值(二次值)即可。
SEL-587继电器的百分比制动折线一般只应用第一段(SLP1),第二段关闭(SLP2=OFF).比例制动差动保护动作条件:IOP>(SLP1/100)*IRT 且IOP>O87P ;如果二次谐波I2>(PCT2/100)*IOP ,则闭锁差动保护。
即差流大于一定比例的制动电流且差流大于差动启动值(差动门槛),差动保护动作。
但二次谐波较大时,闭锁差动保护(主要是考虑励磁涌流)。
差动速断保护动作条件:IOP>U87P 。
一般来说,差动速断启动值要大于可能出现的励磁涌流最大值。
其中:IOP 为经过星三角变换与幅值调平衡后的高低压侧差流标么值,IRT 为经过星三角变换与幅值调平衡后的制动电流标么值,I2为二次谐波标么值。
计算公式:IOP=Ih +Il IRT=(|Ih|+|Il|)/2上式Ih 、Il 为经过星三角变换与幅值调平衡后的高低压侧电流标么值,差流计算为相量运算后取模(幅值),制动电流为高低压侧幅值相加再除以二。
变压器保护误动分析变压器是电力系统中必不可少的重要设备,对保证电力系统的可靠运行起着至关重要的作用。
为了确保变压器的安全运行,需要对其进行合理的保护。
变压器保护误动是指在正常运行条件下,保护装置错误地进行动作,导致变压器受到无谓的切除,造成不必要的停电和设备的损坏,严重影响电力系统的正常运行。
本文将从四个方面对变压器保护误动进行分析。
首先,变压器保护误动的原因主要包括电源问题、保护装置选择和设置不合理、系统故障以及操作失误等。
电源问题是导致保护误动的常见原因之一、例如,电源电压波动、频率异常等都可能导致保护装置误动。
保护装置选择和设置不合理也是导致误动的重要原因之一、保护装置的选择应根据具体的工作环境和工作条件来确定,不能简单地复制其他场所的设置方式。
相应的参数设置也需要根据实际情况进行合理调整。
此外,系统故障(如短路、断相等)也是导致保护误动的重要原因。
最后,操作失误也是导致误动的常见原因。
对保护装置的操作人员需要进行专业培训,提高其操作技能和意识,减少因操作失误导致的误动。
其次,针对导致误动的原因,需对变压器保护装置进行相应的优化和改进。
首先,保护装置的电源应保证稳定可靠。
对于电源波动频繁的区域,可采取电源过滤或者稳压装置保证电源的稳定。
其次,保护装置的选择和设置应根据具体的工作环境和工作条件来确定。
选择合适的保护装置,并根据实际情况进行参数设置,避免由于选择不当或者设置不合理导致的误动。
此外,应建立完善的系统故障快速检测和后期处理机制,及时发现系统故障并进行处理,减少误动的可能性。
最后,应加强保护装置操作人员的培训与管理,提高其操作技能和意识,减少因操作失误导致的误动。
第三,变压器保护误动的现象主要包括过流保护误动、差动保护误动、压差保护误动等。
过流保护误动是指在正常工作条件下,过流保护装置错误地进行动作,切除变压器。
过流保护装置的误动可能由于电源问题、设备参数设置不合理、线路负荷变化大等原因引起。
三峡工程·坛子岭变电站SEL587变压器差动保护误动分析熊德勇(长江三峡水电工程有限公司三峡供电局,湖北省宜昌市三峡坝区 443133)Analyzing the mis-operation of TanZiLing Transformer substation differential protection relay inThree Gorges engineeringXiong deyong mail to: xdy_2000@Three Gorges power supply bureau •Yangtse River hydro-electric engineering corporation 摘要三峡工程•坛子岭变电站内两台主变压器差动保护皆采用的是美国SEL公司(Schweitzer Engineering Laboratories Inc.)SEL587型继电保护装置,该保护在国内有一定的市场占有率。
本文从该站SEL587差动保护误动原因分析入手,阐述了其故障查寻方法、差流及比率制动特性的定量分析方法;并提出了在继电保护设备安装、调试过程中应重视的几点建议。
SummarySEL587 type relay of Schweitzer Engineering Laboratories inc. of U.S. is used in the two transformer differential protections of TanZiLing transformer substation in Three Gorges engineering , it is used widely by China. The mis-operation reasons of the substation relay were analyzed by the paper. The paper described the method of fault solution and vector analyze , and several suggests in the protection relay installing and testing are brought forward in the end .关键词坛子岭SEL587 变压器差动保护测量精度CT 多绕组穿越性故障KeywordsTanZiLing SEL587 transformer differential protection Measuring accuracy CT multi-winding through fault故障现象某日12: 02,三峡工程•坛子岭变电站(以下简称坛站)1B•SEL587变压器差动保护装置动作,跳1B高低压侧开关; 10KV出线柜G4K31的过流保护装置SEL351A发trip命令,但并未跳闸。
变压器差动保护误动因素及应对策略分析在电力系统运行期间,变压器是非常重要的一项组成部分,其产生的效果极高,有利于提升电力系统的稳定性和安全性。
不过,从变压器实际运行状态来看,依旧存在着诸多的问题,比如受到相关因素的干扰,进而引发了差动保护误动情况,这一情况不利于确保电力系统的安全性。
在本文中,主要分析了变压器差动保护误动的相关因素,并且提出了有关的应对方式。
标签:变动器;差动误差因素;应对方式变压器作为电力系统中特别重要的一项设备,本身承担的职责是非常重的,除了负责电压变化以及分配和传输电能之外,自身运行的原理也是非常简单的,能够为电力提供良好的服务。
从中看出,变压器的性能直接决定了电力系统的安全性和稳定性。
差动速断保护属于变压器中的主保护,主要是故障发生之后调开变压器各侧的断路器,将故障点彻底隔离。
不过具体应用期间,还普遍存在着误动作现象,这一情况影响了变压器的性能,严重的情况下还阻碍了电力系统的运行。
基于此,本文主要对该种现象进行了全方面的探究和分析。
1、对于变压器差动保护的阐述1.1运行原理通常来讲,在变压器运行期间或者是存在着故障问题的时候,基于基尔霍夫电流定律得出,变压器的电流不会因此产生改变的,在这一现状下,差动继电器装置也不会出现任何的动作,不过,一旦变压器内部出现了异常现象之后,就会影响到变压器内部电流的稳定性,差动保护装置所接触的二次电流以及故障点的电流成正相关,受此种现象的干扰,差动继电器保护装置出现动作。
1.2优势在电力系统运行期间,变压器差动保护装置产生的作用是极高的,其通常是提前检测电路中出现的短路故障现象,通过相关的探究得出,该项短路通常是出现于双绕组变压器绕组内部,并且会对变压器内的单相短路故障加以保护。
首先,将电流互感器装置和变压器两端相互连接到一起,采取循环电流的方式对二次侧进行相接,换而言之,便是指电流互感器的同极性端全部朝着母线涌入,把相极性端子连接起开。
在继电器内,感受到的电流是两侧电流互感器之间的差值,这从一定程度上体现出了差动回路上实施差动继电器连接的情况。
变压器差动保护误动原因分析及对策综述作为变压器主保护的纵联差动(简称差动)保护,正确动作率始终在50%-60%徘徊,这对变压器的安全和系统的稳定运行很不利。
造成“原因不明”的变压器不正确动作是多方面的,设计研究、制造、安装调试和运行维护部门都有或多或少的责任,虽然实际工作中各个相关的制造厂家都在不断的改进技术提高动作的可靠性,但是变压器差动误动事例仍然为数不少。
本文的目的在于总结自己的经验并与同行交流讨论,共同为提高变压器差动保护装置运行水平而努力。
1差动保护的基本原理差动保护属于快速保护,其是以基尔霍夫电流定律为原理,由于其将流入元件的电流与流出元件的电流相量和称为差动电流,而且变压器处于正常运行或是保护区外故障时,其差动电流为零,差动保护不会发生动作,而当变压器有区内故障发生时,差动电流则会增加从而导致差动保护动作的发生。
变压器差动保护过程中由于会受到电流互感器饱和和变压器变比等因素的影响,所以会导致不平衡电流产生。
由于这种不平衡电流的存在,所以为了有效的避免差动保护误动作的发生,需要引入制动电流,从而根据比率差动来对是差动保护是否动作进行判断。
比率差动是差动电流与制动电流的比值。
在实际运行过程中,变压器各则额定电流和各侧电流互感器变比都存在着一定的差异,所以在对各侧二次电流进行计算时需要充分的参考变压器变比和各侧电流互感器变比情况,这样才能通过差动电流更好的对一次差动电流进行反应。
2接线特点在电力系统变压器接线方式中,通常采用的都是三角形接线、星形接线和中性线接线,但由于变压器各侧电流相位都存在较大的不同,而且二次侧的线电压超前一次侧线电压30度,这样就会导致变压器差动保护的差回路中会有不平衡电流产生。
在传统的电磁式保护中,当变压器正常运行或是有穿越性电流流过时,则需要差动电流为零,但要想做到这点,则需要对相位差利用改变接线组别的方法进行矫正,从而使接线组别得以改变,但这样矫正过程中较为复杂,而且极易出现错误。
变压器差动保护误动原因分析及防范措施摘要:某变电站投产试运行过程中出现变压器差动保护误动作,导致该变电站无法正常投产。
文章首先对变压器差动保护的误动情况进行简要阐述,其次对差动保护定值设定原理进行研究,并对所出现的差动保护误动问题加以分析和探讨,最后提出防止差动保护误动的有效建议,确保变压器差动保护可靠准确动作,保证设备安全供电,为同行业提供了经验借鉴。
关键词:试运行;变压器;差动保护;误动分析;防范措施1概述某变电站B投产前,进行送电试运行。
B由A通过10.5kV/10.5kV隔离变压器经海缆供电,变电站B通过变压器降压至400V,供变电站正常生产。
投产初次送电时,变电站A先合闸VCB107投运隔离变压器,变电站B合闸VCB201投运主变给本站供电,在变电站B轻载试运行时,出现变电站A开关柜VCB107综保装置差动保护故障,变电站A电缆柜VCB110、变电站B开关VCB201欠压保护跳闸。
2差动保护基本原理变压器差动保护的基本原理通过检测输入、输出电流的差值Id,当该差值达到预设的动作值,即触发保护元件动作。
变压器两侧均安装了电流互感器(CurrentTransformer,CT),差动保护装置可作用于变压器绕组内部及其各种相间及匝间短路故障。
当变压器正常运行或发生外部短路时,Id=I'1-I'2≈0。
当变压器内部发生相间短路故障时,I'2改变了方向或等于零(无电源侧),此时Id=I'1+I'2>0,当Id超过所设置的定值时,将促使继电器可靠动作,跳开两侧的断路器,使故障设备断开电源。
3差动保护定值设定原理变压器外部故障时,差动保护有可靠的制动作用,同时又能保证在内部故障时有较高的灵敏度。
差动保护通常采用比率制动特性,利用故障时的短路电流来实现制动,使保护动作电流随制动电流的增加而增加。
当外部故障时,虽然会产生不平衡电流,但外部故障短路电流越大,制动电流越大,差动电流也越大,从而差动保护不会误动作。
变压器差动保护误动及其防控方法阐述1、引言社会和经济发展对电网稳定运行的依赖程度越来越大,而变压器作为直接影响着电网稳定性和可靠性的重要组成设备,其安全稳定运行对保障电网正常工作意义重大。
众说周知,变压器在电力系统中担负着变压和稳压工作,如果其发生故障,轻则损坏设备,重则将可能造成电力系统局部瘫痪,从而给人们的生活和生产造成重要影响。
要保障变压器能够正常稳定运行,防止变压器故障所带来的不利影响,就要对变压器采取必要的保护措施,而差动保护作为变压器的主保护,对确保电网安全稳定工作具有极其重要的现实意义。
但在变压器实际工作过程中,不可避免地会出现电流不平衡或励磁涌流等问题,这将有可能引发差动保护误动作,进而对电网的运行造成重大危害。
笔者结合自己多年的工作实践经验,对变压器差动保护误动产生的原因及其防控措施进行了探讨,以期对相关改进工作能够有所借鉴。
2、差动保护的工作原理C.H.Meiz和B.Price在1904年提出了差动保护的原理,虽然其实现方式与当前差动保护的形式有所差别,但基本原理是一致的(如图1所示)。
在正常运行或发生外部故障的情况下,流入继电器中的电流为:Ij=|I2'-I2"|=Ibp (1)其中,I2'、I2"为经过电流互感器变换后的二次侧电流;Ibp为不平衡电流。
在发生内部故障的情况下,流入继电器中的电流为:Ij=|I2'|+|I2"| (2)一般来说,差动继电器的动作电流应按躲开外部短路时出现的最大平衡电流来整定,即Idzj=K·max(Ibp)(3)其中,Idzj为差动继电器的动作电流;K为值大于1的可靠系数;max(Ibp)为外部短路时出现的最大平衡电流。
综合以上可以发现,一旦选择好定值,那么理论上就不可能出现误动作。
3、造成变压器差动保护误动的原因分析1.二次回路接线错误或设备性能欠佳经过笔者多年的工作实践可知,二次回路接线错误或设备性能欠佳将可能引发差动保护误动。
SEL—587差动保护测试方法SEL—587微机差动继电器具有相电流、负序电流、零序方向电流、电流差动等保护功能。
使用我公司继保之星1000调试SEL—587保护的一些试验方法归纳如下:1、复合电压闭锁过流保护复合电压过流保护原理比较简单。
当变压器过流保护电流启动整定值过大,不能满足作为相邻元件的后备保护时,为了提高灵敏度,降低整定值,采用负序电压或低电压启动过流保护。
一般低电压值70V,负序电压6~8V。
电压达不到动作条件时,闭锁过流保护,不让其出口动作。
现场调试时,给保护加一相电压和一相电流,当电压低于整定值时,保护闭锁。
只有电压达到整定值时,保护才解开闭锁,当电流大于整定值时,其保护出口动作。
2、零序方向电流保护零序方向的定义:首先看保护是如何规定电压的方向的,这个方向就是电流对电压的方向。
如果和电压同方向就是正方向,也就是说如果规定指向系统的电压为正方向,那电流的正方向也是指向系统。
现场做试验时,要加一相电压和一相电流,改变电流的相位来使保护动作。
在继保之星1000的交流试验软件模块中,给电压U A一个值,设定电流I A的幅值比零序电流整定值大,再给I B一个1A的电流值,让保护判断方向,通过改变I A的相位使保护动作。
接下来再反方向改变相位,让保护再次动作,这样就可以测出一个动作区域,从而计算出灵敏角。
3、变压器的比率制动差动保护SEL—587微机保护继电器的说明书中提供了比率制动差动动作特性,如图1所示。
该曲线有两个拐点,而定值单中只给出了第二个拐点B的值。
SEL—587保护内部已经设定直线AB的反向延长线通过原点O,所以定值单中已知差动的启动值O87P和第一个斜率SLP1,我们可以计算出第一个拐点A的。
注意保护的整定斜率SLP2是可以关闭的,这时就只有一个拐点、一段斜线。
图1 SEL—587比率制动差动动作特性图做差动保护试验时,有几点注意事项。
首先要把制动电流的计算公式选对,SEL—587的制动电流计算公式为。
变压器差动保护原理分析作者:陆位宁【摘要】结合SEL-587保护装置,对变压器差动保护原理进行探讨。
分析了变压器差动保护如何区分区内、区外故障,如何消除变压器励磁涌流、CT 饱和、CT 断线、变压器过励磁等的影响。
【关键词】变压器保护 差动保护 励磁涌流 星三角变换电力变压器是电力系统中非常重要的设备,也是我们所做的工程中经常接触到的设备。
而变压器保护则是我们所做的微机保护中很普遍的一种保护。
差动保护是变压器保护的主保护,本文将结合我公司使用的变压器保护装置SEL-587对变压器差动保护的一些技术问题进行讨论,并提出设计、调试需注意的一些问题。
变压器差动保护一般要求解决以下一些技术问题:(1) 快速准确地区分变压器的区内故障和区外故障;(2) 消除CT 传变误差及变压器运行时产生的不平衡电流对差动保护的影响;(3) 准确识别变压器励磁涌流,避免因励磁涌流产生的差流导致差动误动;(4) 消除CT 饱和对差动电流的影响;(5) 消除变压器过励磁的影响;(6) 准确判别CT 断线的情况,解决其对差动保护的影响。
随着继电保护技术、电子技术、通信技术等方面的不断发展,为在变压器保护设计中解决这些技术问题提供了可能。
特别是现在大量采用的微机型变压器保护装置,在越来越好的计算机硬件平台的基础上,具有了更加强大的数据处理、数据记忆、计算、逻辑判断等软件功能,因此,可以很好地处理和解决变压器保护中的这些技术问题。
1 电流调整变比(TAP1,TAP2)继电器以TAP1、TAP2分别作为高、低压侧电流的基准值,两侧电流分别与各自的基准值进行运算(运算方法后边将会提到),得出各自的标幺值,再进行差流的比较。
继电器使用标准方程来设置TAP1和TAP2,当变压器连接方式为YDAB ,CT 连接方式为YY 时,C1、C2均为1,其它连接方式请参考SEL587说明书。
MVA 表示变压器最大容量,VWDG1、VWDG2分别为变压器高、低压侧额定线电压,CTR1、CTR2分别为高、低压侧CT 变比。
三峡工程·坛子岭变电站SEL587变压器差动保护误动分析熊德勇(长江三峡水电工程有限公司三峡供电局,湖北省宜昌市三峡坝区 443133)Analyzing the mis-operation of TanZiLing Transformer substation differential protection relay inThree Gorges engineeringXiong deyong mail to: xdy_2000@Three Gorges power supply bureau •Yangtse River hydro-electric engineering corporation 摘要三峡工程•坛子岭变电站内两台主变压器差动保护皆采用的是美国SEL公司(Schweitzer Engineering Laboratories Inc.)SEL587型继电保护装置,该保护在国内有一定的市场占有率。
本文从该站SEL587差动保护误动原因分析入手,阐述了其故障查寻方法、差流及比率制动特性的定量分析方法;并提出了在继电保护设备安装、调试过程中应重视的几点建议。
SummarySEL587 type relay of Schweitzer Engineering Laboratories inc. of U.S. is used in the two transformer differential protections of TanZiLing transformer substation in Three Gorges engineering , it is used widely by China. The mis-operation reasons of the substation relay were analyzed by the paper. The paper described the method of fault solution and vector analyze , and several suggests in the protection relay installing and testing are brought forward in the end .关键词坛子岭SEL587 变压器差动保护测量精度CT 多绕组穿越性故障KeywordsTanZiLing SEL587 transformer differential protection Measuring accuracy CT multi-winding through fault故障现象某日12: 02,三峡工程•坛子岭变电站(以下简称坛站)1B•SEL587变压器差动保护装置动作,跳1B高低压侧开关; 10KV出线柜G4K31的过流保护装置SEL351A发trip命令,但并未跳闸。
故障时系统接线方式见图1所示。
(图中用红色填充的短路器表示合闸,否则为断开) 收集故障信息检修人员首先对坛站的1B 差动保护装置SEL587故障录波文件进行了翻查。
文件显示该日12:02:39. 953 ,A 、B 、C 三相差动保护动作。
故障时,1B 高压侧 CT 二次电流。
I AW1=9.0∠11.8°A ,。
I BW1 =7.4∠258.3°A ,。
I CW1 =7.7∠135.3°A ,I QW1 =0.9A (负序电流),I NW1=2.4A (矢量和零序电流);1B 低压侧CT 二次电流。
I AW2 =14.3∠207.1°A ,。
I BW2 =11.8∠93.2°A ,。
I CW2 =13.8∠346.3°A ,I QW2 =0.9A ,I NW2 =0.7A 。
其次,查看G4K31柜的SEL351A 过流保护装置故障录波文件,事件记录显示:12: 01: 04.61 A B C T , I A =4527A, I B =5043A, I C =4563A, I N =0A, I G =9A(零序电流), 3I 2 =3707A (均为一次电流值)。
表明该出线有三相接地短路故障发生,保护发trip(跳闸)命令。
后经对时,SEL587事件记录时间比SEL351A 快1分多。
再者,对坛站的上级站•陈家冲站(简称陈站)1B 高压侧电流、35kv I 母电压录波文件翻查,故障录波显示该日12:05:29:5535 ,陈站1B 高压侧A 、B 、C 三相一次电流高达165A ,为故障前8倍;同时陈站35kv I 母A 、B 、C 三相一次相电压峰值垮至20kv ,约为正常电压的0.7倍。
后经对时,陈站故障录波时间比坛站的快2分多。
检查差流相关回路经分析故障时系统接线方式及上述故障录波文件,发现1B 差动保护高压侧回路中二次电流有相移,中性点电流也较大,于是重点检查高压侧电流回路。
在31DL 开关柜内进行了如下项目的检查:①.分别检查三相CT 二次绕组的对地及组间绝缘(2500v 摇表),未见异常;②.由于CT 资料欠缺,不清楚CT 本体内部二次绕组的连接方式,因此分别检查三相CT二次绕组的直流电阻。
由试验数据得知(参见附表2):该型号CT 的 1-2绕组、3-4 绕组分别为抽头方式;在柜内端子排上,发现绕组1、3被短接(俗称封住)。
③.分别检查三相CT 的伏安特性(参见附表3),未见异常;④. 检查SEL587差动装置的测量精度,发现装置的高压侧测量回路中A 相测量精度超标,约达20%(参见附表4)。
这是本次误动的主要原因所在。
Fig1. The connections of the system fault happening 动作原因分析在上述检查过程中:发现坛站1B 高压侧每相CT 的四个绕组中有两个二次绕组1、3被短接;但由检查过程中所测量的CT 二次直流电阻推断:CT 二次绕组1、2为抽头式,绕组3、4为抽头式。
该型号CT 本体内部绕组连接方式见图2所示。
(仅以A 相为例,B 、C 相同此图)对于二次为抽头式、多绕组的CT ,如果有一个绕组使用,则在其本体内部互连的其它绕组端子不能封住。
这可以用磁势平衡方程式来解释。
图1. 故障时系统接线方式2B1B 陈船I-船坛线 陈坛II 线G4k31出线35kv 10kvSel587差动 方向过流 2k4k35kv 开关柜 10kv 开关柜Y △Y △ 300 3231 d3o永久船闸坛子岭站以该差动保护使用的绕组2k 1-2k 2为例。
在电流互感器正常运行时,根据磁势平衡方程式: I 1 N 1-I 2 N 2k1-2k2 =I 0 N 1 ,因一次磁势I 1 N 1绝大部分被二次磁势I 2 N 2k1-2k2所抵消,所以总的磁势I 0 N 1很小,即激磁电流I 0很小,只有一次电流 I 1 的百分之几,因此在铁芯中的磁通φ很小,而二次绕组中感应的电动势E2不大。
如果短接1k 1-1k 2,则有电流I 2 ’流过1k 1-1k 2,磁势平衡方程式变为: I 1 N 1-(I 2 N 2k1-2k2 + I 2 ’N 1k1-1k2 )=I 0 N 1 ,因I 0 N 1 很小,基本不变,因此,流过2k 1-2k 2 的电流I 2变小,由此使得差动保护的不平衡电流增大。
检查该保护的有关整定值知:TAP1=3.3(变压器高压侧电流调节变比:CT R1*VWDG1*31000*MVA T AP1=);TAP2=3.85(变压器低压侧电流调节变比:CT R2*VWDG2*31000*MVA T AP2=);(相对于国内的称谓,TAP1,2值为变压器在额定负荷下的高、低压侧CT 二次差动臂上的电流。
当CT 接线采用Y 形时,TAP1,2值为CT 二次额定电流;当CT 接线采用Δ时,为CT 二次额定电流的3倍。
SEL587的相关运算一般以变压器高压侧为基准。
)O87P=0.3(制动元件动作电流启动值,设置为TAPmin 的倍数);SLP1=40(制动折线1百分比率,亦即折线斜率K=0.4);SLP2=OFF (制动折线2停用);图2. 坛站主变压器高压侧CT 本体内部绕组连接示意(A 相)Fig2. The connections inside of CT 2k11k 1 2k 2(1k 2)3k 1(4k 1)3k 2 4k 2至差动回路500/5A至方向过流回路500/5AI11k1-1k2、3k1-3k2要开路,不能封!上述式中:MVA—变压器的额定容量;VWDG1—高压侧线电压;VWDG2—低压侧线电压;CTR1—变压器高压侧CT变比;CTR2—变压器低压侧CT变比;TAPmin—取TAP1、TAP2中的较小值。
SEL587保护装置的比率制动特性曲线如图3所示。
Fig3. The characteristic based to differential rating restraining 图中:Io=O87P*TAP1=0.3*3.3=0.99(A),为差流平台值(门槛)。
(当使用单相电流在高压侧做差动保护门槛值试验时,Io=3*O87P*TAP1=3*0.99=1.71A;在低压侧做差动保护门槛值试验时,Io=O87P*TAP2=0.3*3.85=1.16A。
)根椐该保护装置故障录波文件所载的数据,进行差流向量计算如下:|。
I OP1|=|。
I da/(3*TAP1)|=|(。
I AW1-。
I BW1)/(3*TAP1)+。
I AW2/TAP2|=|(9.0∠11.8°-7.4∠258.3°)/(3*3.3)+ 14.3∠207.1°/3.85|=1.51;|。
I OP2|=|(。
I BW1-。
I CW1)/(3*TAP1)+。
I BW2/TAP2|=|(7.4∠258.3°-7.7∠135.3°)/(3*3.3)+ 11.8∠93.2°/3.85|=1.0;|。
I OP3|=|(。
I CW1-。
I AW1)/(3*TAP1)+ 13.8∠346.3°/3.85+。
I CW2/TAP2|=|(7.7∠135.3°-9.0∠11.8°)/(3*3.3)+ 13.8∠346.3°/3.85 |=1.01;制动电流为:I RT1=[∣(。
I AW1-。
I BW1)/(3*TAP1)∣+∣。
I AW2/TAP2∣]/2=[ | (9.0∠11.8°-7.4∠258.3°) / (3*3.3) | + | 14.3∠207.1°/3.85 | ]/2 =3.06I RT2=[∣(。