變壓器差動(dòng)保護(hù)回路產(chǎn)生不平衡電流的原因與防范
1引言
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201171.htm變壓器是電力系統(tǒng)廣發(fā)使用的電壓變換和電能傳送的重要設(shè)備,情系千家萬戶。為提高變壓器運(yùn)行的安全與可靠,設(shè)置了諸種相應(yīng)的保護(hù)裝置,而差動(dòng)保護(hù)則是變壓器外部故障的主保護(hù)。差動(dòng)保護(hù)裝置在運(yùn)行中受到諸因素的影響,會(huì)在保護(hù)回路中產(chǎn)生不平衡電流,致使差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作,影響變壓器的正常運(yùn)行。為此,只有采取防止不平衡電流產(chǎn)生的相應(yīng)措施,才能確保變壓器安全運(yùn)行。
2差動(dòng)保護(hù)回路產(chǎn)生不平衡電流原因
差動(dòng)保護(hù)是變壓器保護(hù)范圍內(nèi),流入和流出電流的差值進(jìn)行設(shè)計(jì)與工作的。由于變壓器接哦股與運(yùn)行上的特點(diǎn),使之在運(yùn)行中受到諸多因素的影響,導(dǎo)致保護(hù)回路中產(chǎn)生非故障性的不平衡電流而引起保護(hù)裝置的誤動(dòng)作,從而影響變壓器的正常運(yùn)行。其回路產(chǎn)生不平衡電流的原因有:
2.1變壓器勵(lì)磁涌流引起的不平衡電流
當(dāng)變壓器空載投入或外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí),因鐵心磁飽和及剩磁的存在,可產(chǎn)生數(shù)值為額定電流5—10倍的勵(lì)磁涌流。其特點(diǎn)是:含有很大成分的非周期分量和高次諧波、勵(lì)磁涌流的大小和衰減時(shí)間與外加電壓、鐵心剩磁、回路阻抗、鐵心特性及容量等有關(guān)。對(duì)三相變壓器而言,又有三相電壓相位的不同,無聊在任何瞬間合閘,至少有兩相會(huì)出現(xiàn)不同程度的勵(lì)磁涌流,從而在保護(hù)回路產(chǎn)生不平衡電流。
2.2變壓器繞組連接方式不同引起不平衡電流
三相三繞組變壓器采用Y.y.d(Y/Y/△)連接時(shí),各側(cè)電流存在相位差。即使各側(cè)電流互感器二次電流大小相互匹配,但由于兩側(cè)相位不同,這種相位差也將在保護(hù)回路中產(chǎn)生不平衡電流。
2.3電流互感器型號(hào)不同引起的不平衡電流
變壓器各側(cè)電壓不同,裝設(shè)的電流互感器型號(hào)也不會(huì)相同,它們的飽和特性和勵(lì)磁電流也不相同。當(dāng)變壓器外部出現(xiàn)故障時(shí),流過各側(cè)電流互感器的一次電流有很大差別,這種過大差別的電流將在保護(hù)回路產(chǎn)生不平衡電流。
2.4電流互感器實(shí)際變比與即使變比不吻合引起的不平衡電流
電流互感器都是定型產(chǎn)品,其變比也是標(biāo)準(zhǔn)化的。因而所選用的電流互感器變比很可能難以與實(shí)際變比相吻合,這種變比的不吻合將在保護(hù)回路產(chǎn)生不平衡電流。
2.5變壓器改變分接開關(guān)檔位引起的不平衡電流
變壓器運(yùn)行中通過改變分接開關(guān)檔位,可調(diào)整輸出電壓值。當(dāng)分接開關(guān)檔位改變后,會(huì)引起調(diào)壓側(cè)一次電流的變化,從而導(dǎo)致該側(cè)電流互感器二次電流的變化。差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算,往往是按變壓器額定變化計(jì)算各側(cè)工作電流,并以此選擇電流互感器的變比,缺點(diǎn)繼電器平衡線圈匝數(shù),確保保護(hù)回路的磁勢平衡。當(dāng)變壓器分接開關(guān)檔位改變后,調(diào)壓側(cè)電流隨之改變,但電流互感器變比是固定不變的,因而引起二次電流的變化,打破原來的磁勢平衡,從而導(dǎo)致保護(hù)回路產(chǎn)生不平衡電流。
3不平衡電流對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響
差動(dòng)保護(hù)是變壓器外部故障的主保護(hù),具有很好的動(dòng)作選擇性和靈敏度。差動(dòng)保護(hù)裝置的動(dòng)作,是按被保護(hù)范圍內(nèi)流入和流出電流的差值來進(jìn)行整定的,而整定值的計(jì)算往往是按變壓器額定變比為依據(jù)。然而在保護(hù)回路運(yùn)行中受到諸多因素的影響而產(chǎn)生不平衡電流,這種非故障性的不平衡電流若超過差動(dòng)保護(hù)裝置動(dòng)作的整定值時(shí),即會(huì)引起保護(hù)裝置的誤動(dòng)作而影響變壓器運(yùn)行,造成供電中斷的危害。
差動(dòng)保護(hù)回路中產(chǎn)生的不平衡電流,是導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動(dòng)作的主要原因,這種非故障性保護(hù)裝置動(dòng)作,必將造成變壓器的非故障運(yùn)行中斷,從而影響電網(wǎng)的正常供電。變壓器這種非故障性停電危害極大,不僅影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行,而且還將給客戶造成停電的經(jīng)濟(jì)損失。
4防止不平衡電流產(chǎn)生的措施
4.1防止變壓器勵(lì)磁涌流影響的措施
防止勵(lì)磁涌流影響的措施:
4.1.1利用保護(hù)范圍內(nèi)故障電流與勵(lì)磁涌流波形的差別,在晶體管變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置中,運(yùn)用波形差別來躲開勵(lì)磁涌流的影響;
4.1.2利用勵(lì)磁涌流中的非周期分量助磁使鐵心飽和,自動(dòng)增大差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流,以躲開勵(lì)磁涌流的影響。
4.2變壓器繞組連接方式不同的補(bǔ)償措施
為消除差動(dòng)保護(hù)回路中電流的相位差,通常采用的補(bǔ)償方式是:將變壓器Y接線側(cè)電流互感器二次繞組接成△,而將變壓器△接線側(cè)電流互感器二次繞組接成Y,致使電流互感器二次電流相位得到補(bǔ)償,以消除繞組連接方式不同所帶來的影響。
4.3電流互感器實(shí)際變比與計(jì)算變比不吻合的改善措施
為消除變比不吻合而產(chǎn)生的不平衡電流,可通過磁勢平衡原理來實(shí)際。通常采用具有速飽和鐵心的差動(dòng)繼電器,即可消除變比不吻合帶來的影響。由于這種差動(dòng)繼電器的平衡繞組與差動(dòng)繞組共同繞再中間磁柱上,因而這兩個(gè)繞組的磁勢放下相反而互相抵消,從而消除變比不吻合的影響。
4.4消除電流互感器型號(hào)不同影響的措施
消除電流互感器型號(hào)不同影響的措施:
4.4.1按10%誤差曲線要求選擇各側(cè)電流互感器,以保證變壓器外部故障時(shí),電流互感器二次電流誤差不超過10%;
4.4.2在整定差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流值時(shí),引入一個(gè)同型號(hào)系數(shù)K,用以反映電流互感器型號(hào)異同的影響。當(dāng)變壓器各側(cè)電流互感器型號(hào)相同時(shí)取K=0.5,當(dāng)各側(cè)電流互感器型號(hào)不同時(shí)取K=1,這實(shí)質(zhì)上市采用較大K值來提高差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流。
4.5消除分接開關(guān)改變檔位時(shí)影響的措施
根據(jù)變壓器分接開關(guān)改變檔位的具體情況,以提高差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流的整定值,來躲開不平衡電流的影響。
5結(jié)語
差動(dòng)保護(hù)是防止變壓器外部故障的主保護(hù),因運(yùn)行中會(huì)受到諸多因素影響,將在保護(hù)回路中產(chǎn)生不平衡電流,影響保護(hù)裝置的選擇性靈敏度,甚至引起保護(hù)裝置的誤動(dòng)作,造成變壓器中斷運(yùn)行。
運(yùn)行實(shí)踐證明,只有采取相應(yīng)措施防止不平衡電流的產(chǎn)生,即可避免差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)作。除防止平衡電流對(duì)保護(hù)裝置動(dòng)作的影響外,還要優(yōu)化保護(hù)裝置的設(shè)計(jì),開發(fā)應(yīng)用微機(jī)形成套保護(hù)裝置,從而提高保護(hù)裝置的性能和動(dòng)作的正確率,實(shí)現(xiàn)變壓器的安全運(yùn)行。
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