变压器差动保护历史及思考
浅谈变压器差动保护
浅谈变压器差动保护作者:徐志勤来源:《科技创新导报》2012年第36期摘要:变压器是电力系统的重要设备,对保证电网正常运行至为重要,大型变压器在使变压器保护难度加大的同时,也使对变压器保护的要求变得更严格。
要使变压器安全、经济、稳定地运行得到充分的保证,就必须在保护原理和技术方案两方面共同处理好变压器的继电保护问题。
差动保护是变压器的主保护,在电力方面运用比较普遍,采用比较多的是具备制动性的比率差动保护,这决定于它自身所具有的两个重要特点:区内故障可靠动作和区外故障可靠闭锁。
然而具体应用时,在变压器出现区外故障的情况下,流过它自身的电流由于很大会导致其损坏,甚至引起严重后果,因此,对差动保护的要求很高、很严格。
关键词:变压器差动保护主保护中图分类号:TM7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)12(c)-0-01变压器主要用来起升压和降压的作用,它是电力系统领域应用很广的一种相当重要的设备,分布在电力系统各个不同的电压阶层,也是该领域必需的电器之一。
一旦变压器出现故障,势必影响系统供电可靠性及安全性,此外,很多变压器也是相当贵重的,如大容量变压器等,这是不容忽视的。
所以,很有必要按照变压器的重要性和贵重度,对变压器配置高性能、快动作、高可靠的继电保护。
对于35 kV及以上的变电站中通常都是采用差动保护,因为它是防止变压器内部故障的主保护。
差动保护主要使用在保护双绕组、三绕组变压器绕组内部及其引出线上等发生的各种相间短路故障,此外,还可以用来保护变压器单相匝间的短路故障。
它的保护范围是组成变压器差动保护电流互感器之间的电气设备和连接线,也即是两端TA中间的设备和连接线。
差动保护保护范围不包括区外故障,对区外的故障也不起任何作用,所以在区内出现故障的情况下,差动保护不用配合区外相邻元件的保护,动作立即发生。
它的保护范围比较清楚,保护原理比较简单,使用电气量单纯,动作非常灵敏,几乎不需延时,正因为如此,差动保护用于变压器的主保护。
变压器低压侧小区差动保护的思考
变压器低压侧小区差动保护的思考冯国东【摘要】According to principle and equation of low voltage side differential protection, this paper deduces its behavior when different type faults occurred at low side. It is discovered that the non fault phase differential protection acted when phase-to-phase fault occurred at specific place inside low side winding. Meanwhile, it analyzes in detail amplitude and phase when short circuit current went through transformer under different type faults occurred at low side. In summary, due to low voltage side winding adopting delta connection, each phase influences others when phase-to-phase fault occurred inside the winding, the short circuit current will go through the delta winding which leads to the non fault phase differential action. This conclusion has certain directive significance to the engineering accident analysis.%根据变压器低压侧小区差动保护原理和动作方程,推导出低压侧不同故障类型时该保护的动作行为。
主变差动保护总结
主变差动保护总结主变差动保护的原理是根据主变压器的母线和两侧线端电流的差值来判断主变压器是否出现故障。
正常情况下,主变压器两侧电流应该相等,差值接近于零。
当主变压器出现故障时,例如绕组接地或短路,会导致两侧电流不均衡,差值超过设定值,此时主变差动保护会发出动作信号,切断故障点。
主变差动保护由差动保护装置、电流互感器、信号传输线路和控制信号组成。
差动保护装置是主变差动保护的核心部分,主要包括测量单元、比较单元、判别单元和动作单元。
测量单元用于测量主变压器两侧线端电流,比较单元对测量到的电流进行比较,判别单元根据传感器测量到的电流差值大小进行判断,动作单元接受判别单元的信号,切断故障。
主变差动保护的工作原理主要包括测量、比较和判决。
测量是通过电流互感器测量主变压器两侧电流的大小。
比较是将测量到的电流进行比较,计算出差动电流。
判决是根据差动电流的大小与设定值进行比较,判断主变压器是否发生故障。
如果差动电流超过设定值,则发出动作信号,切断故障。
主变差动保护在电力系统中发挥着重要的作用。
首先,它可以对主变压器进行全面的保护,能够及时切断故障,避免故障扩大,保护设备和人员安全。
其次,主变差动保护可以提高系统的可靠性和稳定性,减少停电次数和故障恢复时间,提高供电质量。
此外,主变差动保护还可以提供精确的故障定位信息,为故障处理提供参考。
然而,主变差动保护也存在一些问题和挑战。
首先,主变差动保护需要准确的电流互感器来测量电流大小,如果电流互感器存在问题,会导致保护装置误动作或漏动作,影响保护的可靠性。
其次,主变差动保护需要对系统进行合理的接线和参数设置,否则会影响保护的准确性和可靠性。
另外,主变差动保护还需要与其他保护装置、自动化系统进行配合工作,需要进行定期的检修和试验,以确保其正常运行。
总之,主变差动保护是电力系统中一种重要的保护装置,具有保护主变压器、提高系统可靠性和稳定性的作用。
通过对主变差动保护的原理、组成、工作原理以及应用进行总结,可以更好地理解和应用主变差动保护,提高电力系统的安全和可靠性。
变压器差动保护问题探讨
变压器差动保护问题探讨摘要:本文简要阐述了变压器差动保护的工作原理,分析了差动保护不平衡电流产生的原因,并提出了相应的防范措施。
关键词:差动保护工作原理;不平衡电流产生原因;防范措施1.前言变压器差动保护是按照循环电流原理构成的,是变压器的主保护。
一般采用的是带制动特性的比率差动保护,因其所具有的区内故障可靠动作,区外故障可靠闭锁的特点使其在系统内得到了广泛运用。
双绕组变压器,在其两侧装设电流互感器。
当两侧电流互感器的同极性在同一方向,则将两侧电流互感器不同极性的二次端子相连接(如果同极性端子均置于靠近母线一侧,二次侧为同极相连),差动继电器的工作线圈并联在电流互感器的二次端子上。
在正常运行或外部故障时,两侧的二次电流大小相等,方向相反,在继电器中电流为零,因此差动保护不动作。
然而,由于变压器在实际运行中引起的不平衡电流,使差动继电器的动作电流增大,从而降低了保护的灵敏度。
2.产生原因(1)稳态不平衡电流产生的原因:①变压器高低压侧绕组接线方式不同;②变压器各侧电流互感器的型号和变比不相同;③带负荷调分接头引起变压器变比的改变。
(2)暂态不平衡电流主要是由于变压器空载投入电源或外部故障切除,电压恢复时产生的励磁涌流。
3.差动保护用的电流互感器的基本要求差动保护用的电流互感器需要满足两个条件:一是稳态误差必须控制在10%误差范围之内,因为整定计算中采用的不平衡稳态电流是按10%误差条件计算的。
二是暂态误差。
电流互感器剩磁对于饱和影响很大,当剩磁与短路电流暂态分量引起的磁通极性相同时,加重二次电流的畸变,因此电流互感器铁心中存在剩磁,则电流互感器可能在一次电流远低于正常饱和值即过早饱和。
差动保护的暂态不平衡电流比稳态时大得多,仅在整定计算时将稳态不平衡电流增大二倍是不够安全的。
采取抗饱和的办法是使用带有气隙的TPY级电流互感器。
但是差动保护广泛使用的是P级电流互感器,对P级电流互感器规定允许稳态误差不超过10%,暂态误差必然要超过稳态误差,在实用上可在按稳态误差选出的技术规范基础上通过“增密”以限制暂态误差。
变压器差动保护工作原理
变压器差动保护工作原理变压器差动保护,听起来就像是科技界的一部大片,实际上它是电力系统中非常重要的一环。
想象一下,变压器就像电力的“超人”,负责把电压调整到我们日常生活中能用的水平。
可问题来了,超人也会有失误的时候,对吧?这时候,差动保护就像是他的“助手”,随时准备出手相助,确保变压器不会因为故障而“挂掉”。
这个保护的工作原理就像是在打扫卫生,保持一切井井有条。
变压器的输入和输出电流是它的“血液”,如果这两者不一致,就意味着有问题。
比如说,输入流量大于输出流量,这就像是你一边喝水,一边发现水龙头在流,结果你的杯子还是空的,这可不得了!变压器就像是开了一场“差动比赛”,这时候保护装置就会迅速反应,打响警报,阻止任何更大的损害发生。
这个差动保护的机制就像是一种“灵敏的雷达”,能够瞬间捕捉到任何异常的变化。
就算是微小的电流差异,它也能立马检测出来。
你想啊,电流的变化就像是气候变化,哪怕是一点点风吹草动,它都能敏锐察觉,真是个“敏感小精灵”。
这时候,保护装置就会开始动作,迅速切断电源,保护变压器免遭损坏。
有趣的是,这个过程其实是很迅速的,快得让人惊叹。
可以说,变压器在保护的帮助下,真的是“安全感爆棚”。
想象一下,一个人在马路上走,突然有车冲过来,他立马跳开,躲过了危机,这就是差动保护的效果。
它的反应速度可以说是“飞一般的感觉”,不容小觑。
变压器差动保护的设置也并不是一蹴而就的,它需要精确的参数设定。
就像是调味品,盐放多了,菜就咸了,少了又没味儿。
合理的设置能确保保护装置在恰当的时机发挥作用,而过度的保护反而可能导致频繁的误动作,给整个电力系统带来麻烦。
这时候就需要专业人员仔细调试,确保一切都在“正轨”上。
而这其中的每一步,就像是进行一场“高难度”的平衡木表演,既要有技巧又要有耐心。
搞定这些后,变压器的安全性就会大大提升。
毕竟,安全可不是小事,谁都不想在关键时刻掉链子,对吧?说到这里,大家可能会想,差动保护的优势究竟在哪里呢?答案简单明了,它不仅可以及时发现故障,避免变压器损坏,还能保护其他设备的安全。
对电力变压器差动保护误动作的思考
比率 差 动 保 护 的 动 作 特 性 。 当变 压 器 轻 微 故 障 时 , 如 匝 间短 路 的 圈数很 少 时 , 带 制 动量 , 保 例 不 使 护 在 变 压 器 轻 微 故 障 时 具 有 较 高 的 灵 敏 度 。 而 在 较 严 重 的 区外 故 障 时 , 较 大 的制 动 量 , 高 保 护 的可 有 提 靠性 。 二 次 谐 波 制 动 主 要 区 别 是 故 障 电 流 还 是 励 磁 涌 流 , 为 变 压 器 空 载 投 运 时 会 产 生 比 较 大 的 励 磁 涌 因 流 , 伴 随有 二次 谐 波分 量 , 了使 变压 器 不误 动 , 并 为 采 用 谐 波 制 动 原 理 。 过 判 断 二 次 谐 波 分 量 , 否 达 通 是 到 设 定 值 来 确 定 是 变 压 器 故 障 还 是 变 压 器 空 载 投 运 , 而 决 定 比 率 差 动 保 护 是 否 动 作 。 次 谐 波 制 动 从 二 比 一 般 取 0 1 ~ 0 1 。 于 有 些 大 型 的 变 压 器 , 了 .2 .8对 为 增 加保 护的可靠 性 , 有采用 五次谐 波 的制动原 理 。 也 差 动速 断保 护 是 在较严 重 的区 内故 障 情况 下 , 快 速 跳 开 变 压 器 各 侧 断 路 器 , 除 故 障 点 。 动 速 断 切 差 的定 值 是 按 躲 过 变 压 器 的 励 磁 涌 流 和 最 大 运 行 方 式 下 穿 越 性 故 障 引 起 的不 平 衡 电 流 , 者 中 的 较 大 者 。 两 定 值 一 般 取 ( ~ 1 )e。 4 4I 2 变 压 器 差 动 保 护 误 动 作 原 因 分 析 根据 变压 器 差 动保 护误 动 作 可能 性 的大 小 , 大
几方 面 : 2 2 整 定值 不 合 理 造 成 变压 器 差 动 保 护 误 动 作 .
主变差动保护总结
经验总结-主变差动保护部分一、从工程角度出发所理解的主变差动保护关于接线组别和变比的归算思路1、影响主变差动保护的几个因素差动保护因为其具有的选择性好、灵敏度高等一系列优点成为变压器、电动机、母线及短线路等元件的主保护。
这几种差动保护原理是基本相同的,但主变差动保护还要考虑到变压器接线组别、各侧电压等级、CT变比等因素的影响。
所以同其它差动保护相比,主变差动保护实现起来要更复杂一些。
变压器变比的影响:因为变压器变比不同,造成正常情况下,主变高低压侧一次电流不相同。
比如:假设变压器变比为110KV/10KV,不考虑变压器本身励磁损耗的理想情况下,流进高压侧电流为1A,则流出低压侧为11A。
这很好理解,三相视在功率S= √3UI。
不考虑损耗,高低压侧流过功率不变,各侧电压不同,自然一次电流也不同。
CT变比的影响:还是用上面的举例,如果变压器低压侧保护CT的变比是高压侧CT变比的11倍,就可以恰好抵消变压器变比的影响,从而做到正常情况下,流入保护装置(CT二次侧)的电流大小相同。
但现实情况是,CT变比是根据变压器容量来选择,况且CT变比都是标准的,同样变压器变比也是标准化的,这三者的关系根本无法保证上述的理想比例。
假设变压器容量为20MKVA,110KV侧CT变比为200/5,低压侧CT变比如果为2200/5即可保证一致。
但实际上低压侧CT变比只能选2000/5或2500/5,这自然造成了主变高低压侧CT二次电流不同。
变压器接线组别的影响:变压器不同的接线组别,除Y/Y或△/△外,都会导致变压器高低压侧电流相位不同。
以工程中常见的Y/△-11而言,低压侧电流将超前高压侧电流30度。
另外如果Y侧为中性点接地运行方式,当高压侧线路发生单相接地故障时,主变Y侧绕组将流过零序故障电流,该电流将流过主变高压侧CT,相应地会传变到CT二次,而主变△侧绕组中感应出的零序电流仅能在其绕组内部流过,而无法流经低压侧开关CT。
变压器差动保护
变压器差动保护一、引言:电力变压器对电力系统的安全稳定运行至关重要。
一旦发生故障遭到损坏,将会造成很大的经济损失,因此,对继电保护的要求很高,差动保护是变压器主保护之一,动作迅速、灵敏而且可靠。
该保护也是我们继电保护调试人员在工作中经常接触到的设备。
下面将介绍一些有关于差动保护方面的一些知识。
二、差动保护的作用:差动保护是防止变压器内部故障的主保护,在35KV及以上变电站中普遍采用,主要用于保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其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。
差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备以及连接这些设备的导线。
简单地讲,就是输入的两端TA之间的设备。
由于差动保护对保护区外故障不会动作,因此差动保护不需要与区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合,发生区内故障时,可以整定为瞬时动作。
差动保护原理简单、使用电气量单纯、保护范围明确、动作不需延时,所以用于变压器主保护。
三、差动保护的原理:差动保护是利用基尔霍夫电流定律中“在任意时刻,对电路中的任一节点,流经该节点的电流代数和恒为零”的原理工作的。
差动保护把被保护的变压器看成是一个节点,在变压器的各侧均装设电流互感器,把变压器各侧电流互感器副边按差接线法接线,即各侧电流互感器的同极性端都朝向母线侧,将同极性端子相连,并联接入差动继电器。
在继电器线圈中流过的电流是各侧电流互感器的副边电流之差,也就是说差动继电器是接在差动回路的,从理论上讲,正常情况下或外部故障时,流入变压器的电流和流出的电流(折算后的电流)相等,差回路中的电流为零。
当变压器正常运行或区外故障(流过穿越性电流)时,各侧电流互感器的副边电流流入保护装置,通过微机保护程序运行,各侧电流存在的相位差由软件自动进行校正,自动计算出各侧电流IH-(IM-IL)接近为零(IH为高压侧电流,IM为中压侧电流,IL为低压侧电流)则保护不动作。
变压器差动保护的研究毕业论文
毕业论文变压器差动保护的研究[摘要]电力变压器作为联系不同电压等级网络的设备,是电力系统中非常重要的元件。
长期以来电力变压器一直只采用差动保护作为内部故障的主保护。
因此,差动保护的可靠性和安全性对变压器保护来说最为关键。
其中励磁涌流的识别一直是研究的热点,国内外许多研究人员做了大量工作,也取得了许多成果。
由于变压器励磁涌流受变压器铁心剩磁、饱和磁密、系统阻抗、接线方式、铁心结构、合闸初相角等因素影响,所以这些方法都不能保证百分之百的可靠性,鉴别励磁涌流的问题成为制约变压器差动保护能否正确和灵敏动作的瓶颈。
本文研究了变压器产生励磁涌流的机理,分析了几种鉴别励磁涌流方法的优缺点。
针对二次谐波制动原理存在着不着之处,提出了基于等效瞬时电感鉴别励磁涌流的方法并用MATLAB/SIMULINK建立了仿真模型,对变压器在不同合闸角、不同剩磁的情况下进行了大量仿真。
仿真结果表明基于等效瞬时电感鉴别励磁涌流的方法能够有效鉴别变压器的内部故障和励磁涌流,具有一定的实用价值。
[关键词]变压器差动保护 MATLAB/SIMULINK 励磁涌流等效瞬时电感仿真Expioitation transformer differential protectionLi Xin(Grade06 Class3,Major Electric engineering,Electric engineering and automation Dept.,ShaanxiUniversity of Technology,Hanzhong 723003,Shaanxi)Tutor:Yang LinxiaAbstract:Power transformers as very important elements in power system require very reliable protection has been adopted as main protection against inner fault of transformer for a long time , since it has high reliability and high sensitivity, which are most important for transformer protection. Identification of inrush current has been a key problem to be resolved.Many researcheres have done a lot of work on this aspect.Because the inrush current of transformer is influenced by many factors such as residual flux of iron core,saturation flux density,system impedance,mode of connection,iron core structure,closing angle and so on,but all of the proposed methods can’t make sure 100%reliability, Identification of inrush current is the most critical factor that limits differential protection operation. In this thesis , the mechanism of inrush current occurring in transformer is well researched , the advantages and disadvantages of several methods for checking inrush current are discussed. Based on equivalent instantaneous inductance to discriminate between internal fault current and inrush current is put forward in this thesis . A numeric simulation model is built with the simulation software SIMULIINK based on MA TLAB , numerous simulations are carried out on an connected transformer with different switching-on angle and remanent flux. The simulation results show that the proposed method based on equivalent instantaneous inductance possesses certain practicability and can distinguish internal fault current from inrush current effectively.Key words:power transformer differential protection MATLAB/SIMULINK inrush current equivalent instantaneous inductance simulation目录1.绪论 (1)1.1选题意义 (1)1.2变压器差动保护的发展状况 (1)1.2.1差动保护的研究现状 (1)1.2.2变压器差动保护的发展趋势 (1)1.3变压器差动保护研究的主要内容 (1)2. 变压器的差动保护 (2)2.1变压器差动保护的基本原理 (2)2.2差动保护中不平衡电流产生的原因 (4)2.3变压器的励磁涌流 (6)2.3.1励磁涌流产生的原因 (6)2.3.2. 变压器励磁涌流的特点 (7)2.3.3.励磁涌流的危害性 (8)2.4本章总结 (8)3.常用的鉴别励磁涌流的原理与方法 (9)3.1谐波识别法 (9)3.1.1二次谐波电流鉴别励磁涌流 (9)3.1.2谐波电压鉴别励磁涌流 (9)3.2波形特征识别法 (10)3.2.1基于间断角原理鉴别励磁涌流 (10)3.2.2基于波形对称原理鉴别励磁涌流 (10)3.2.3基于波形凹凸性识别励磁涌流 (11)3.3磁通特性识别法 (11)3.5有功功率识别法 (12)3.6文章小结 (12)4.设计新的识别励磁涌流的方法 (12)4.1故障电流的波形特征 (12)4.1.1 正弦函数波形特征 (12)4.1.2 故障电流中衰减直流分量的影响 (13)4.2变压器励磁涌流的波形特征 (15)4.2.1 单相变压器单向涌流的上下对称系数 (15)4.2.2 三相变压器单向涌流上下对称系数 (17)4.2.3 对称涌流的上下对称系数 (18)4.2.4 波形上下对称系数的计算 (19)4.3本章小结 (19)5 电力系统仿真及新方法验证 (19)5.1仿真模型的建立 (19)5.1.1 Matlab的电力工具箱 (19)5.1.2 电力系统模型 (19)5.2励磁涌流仿真 (20)5.2.1 无剩磁情况下空载合闸 (20)5.2.2 有剩磁情况空载合闸 (23)5.2.3 随机剩磁、间断角情况下的涌流上下对称系数 (26)5.3.1 三相故障 (28)5.3.2 两相故障 (30)5.3.3 单相接地故障 (32)5.4本章小结 (33)结论 (34)致谢 (34)参考文献 (34)1.绪论1.1选题意义随着我国经济建设的长足发展,对电力行业的精确要求日益提升。
【风电技术】怎样理解变压器的差动保护
【风电技术】怎样理解变压器的差动保护差动保护是变压器的主保护,是按循环电流原理装设的。
主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其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。
在绕组变压器的两侧均装设电流互感器,其二次侧按循环电流法接线,即如果两侧电流互感器的同极性端都朝向母线侧,则将同极性端子相连,并在两接线之间并联接入电流继电器。
在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器的二次电流之差,也就是说差动继电器是接在差动回路的。
从理论上讲,正常运行及外部故障时,差动回路电流为零。
实际上由于两侧电流互感器的特性不可能完全一致等原因,在正常运行和外部短路时,差动回路中仍有不平衡电流Iumb流过,此时流过继电器的电流IK为Ik=I1-I2=Iumb要求不平衡电流应尽量的小,以确保继电器不会误动。
当变压器内部发生相间短路故障时,在差动回路中由于I2改变了方向或等于零(无电源侧),这是流过继电器的电流为I1与I2之和,即Ik=I1+I2=Iumb能使继电器可靠动作。
变压器差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备、以及连接这些设备的导线。
由于差动保护对保护区外故障不会动作,因此差动保护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,所以在区内故障时,可以瞬时动作。
差动保护是反映被保护元件(或区域)两侧电流差而动作的保护装置。
差动保护是保护变压器的内部短路故障,电流互感器安装在变压器的两侧,在正常负荷情况或外部发生短路时,流入差动继电器的电流为不平衡电流,在适当选择好两侧电流互感器的变压比和接线方式的条件下,该不平衡电流值很小,并小于差动保护的动作电流,故保护不动作;在变压器内部发生短路时,流入继电器的电流大于差动保护的动作电流,差动保护动作于跳闸。
国外变压器差动保护原理浅析
国外变压器差动保护原理浅析国外变压器差动保护原理浅析深圳市中电电力技术有限公司刘洪波摘要本文以美国SEL公司生产的微机型变压器电流差动保护装置SEL-587、SEL-387为例,介绍了国外微机型变压器电流纵差保护原理。
本文从简单的单相变压器差动保护入手,介绍电流纵差保护原理。
进而讨论两圈变Y/Δ-11接线三相变压器差动保护、三圈变Y/Y/Δ-11接线三相变压器差动保护,分析了因变压器连接组别、二次CT接线方式引起的变压器各绕组侧二次电流之间存在的相角差及幅值差,及微机对各侧二次电流的计算处理。
近年来,由于计算机技术的迅猛发展,微机型保护装置正逐步取代传统保护;同时一些先进可靠的国外微机保护装置也涌入我国。
目前国外微机保护装置在我国使用越来越广泛。
这里就将美国SEL公司生产的微机型变压器电流差动保护的原理介绍给大家。
单相变压器差动保护原理的简单说明先以单相变压器介绍差动保护原理。
假设变压器绕组1(通常为高压侧)额定电压为U1,CT变比为CT1;绕组2(通常为低压侧)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。
一起励磁变压器差动保护误动原因分析及启示
常运 行 时 . 励磁 变压 器差 动保 护误动 作 . 保护 为进 该 口微 机 保护 产 品 励磁 变 压 器差 动 保 护动 作 时 . 保 护装 置记 录 的励 磁变 压器 两侧 电流波 形见 图 1
由图 2可 见 . 磁 变压 器 低 压侧 电流波 形 与整 励
流 桥 的工 作性 能 息息 相 关 . 流桥 换 相失 败 有 可能 整
自并励励 磁 变压器 的 电气特 征与一 般 变压器有
图 1中 , , , 为 励 磁 变 压器 高压 侧 A。 C B, 三相 电流 , , , 为励 磁 变压 器低 压 侧 A, C 三 B。
很 大 的差别 . 磁变 压器 所 接负 载为三相整 流桥 . 励 正 常运行 时 . 磁变压 器 两侧 电流 中含有 丰富的高次谐 励 波. 且谐 波次数和谐 波含量 随着发 电机负荷 的不 同而 变化 . 励磁 变 压 器 的差 动不 平 衡 电流较 一 般变 压 器 大 … . 动 保护 定值 整 定 时需 考虑 该不 利 因素 此 差
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变压器差动保护之我见
郭龙龙 战 东前 李 昂 泰安 东平县供 电公 司 山东 泰 安 2 7 1 0 0 0 【 摘 要】电力 变压 器是 电力 网中的主要 电气设备 。变压 器差动保护是变压器的主保 护,其可靠性对变压器的安全运 行具有 重要影响。为提 高差 动 保 护正确 动作 率,我们还要在 工作 中总结 问题 ,分析 问题 ,并提 出改进措 施,提 高电网的安全运行 【 关键 词】变压 器 差 动保护 问题 措施 中图分 类号:T M4 1文献标识码 :A 文章编号:1 0 0 9 . 4 0 6 7 ( 2 0 1 3 ) 0 5 — 2 0 9 — 0 1
好理解纵差保护的接线方式原理 ,即保证继电器中流入 的电流和为零 。 在实际 的接线过程中需要对变压器纵差保护进行相位变换 ,但继电保 护 人员通常 由于 陨性思维 常常会导致变压器侧 电流互感器接线方法出现错
误。
压器气体保护是动作时间稍长地切除轻微 的匝间故障。 4 . 提高灵敏度和快速 l 生 差动保护的高灵敏的前提是安全 、可靠 使用 较低 的起动 电流值在 区外故障或区外故障切除时引起差动保 护 误动的严重后果 ,因此对于灵敏度和快速性不要追求过高的指标而忽视 可靠性 。轻微故障带一些时间切 除故障也是允许 的,长时间的运行实践
Hale Waihona Puke 加强主保护 的目的 ,是为了简化后备保护 ,使变压器发生故障能够 瞬时切除故障。差动保护应在安全可靠的基础上使之完善 。在简化整定 计算方面 , 差动保护应多设置 自 动的辅助定值和固定的输入定值 , 使用
户需要整定的保护定值减到最少 ,以发挥微机型继电保护装置的优越性。
变压器 ,在其两侧装设 电流互感器。当两侧电流互感器 的同极性在 同一 方向,则将两侧电流互感器不同极性 的二次端子相连接 ,差动继电器 的 工作线 圈并联在电流互感器的二次端子上 。通常在平 时的运行状态或者 是遇到外在的问题的时候 ,两边的二次 电流数值是相等 的,不过方 向是
变压器差动保护问题分析及措施
变压器差动保护问题分析及措施【摘要】在电力系统中电力变压器是十分重要和必不可少的设备。
它的故障将会给系统的正常供电和安全运行带来严重的后果,因此,变压器主保护:差动保护的正确动作至关重要。
为提高差动保护正确动作率,我们还要在工作中总结问题,分析问题,并提出改进措施,提高电网的安全运行。
【关键词】变压器;差动保护按差动原理构成的继电保护装置具有动作速度快,灵敏度高,不受外部短路影响,不受系统振荡影响等优点。
因而差动原理在构成继电保护装置上得到了广泛的应用。
当差动原理用于保护变压器时,需要解决在构成其他设备差动保护时,也会遇到一些特殊的问题,本文分析了一些问题及改进措施。
1.变压器纵差保护问题分析与措施变压器的高、低压侧是通过电磁联系的,故仅在电源的一侧存在励磁电流,它通过电流互感器构成差回路中不平衡电流的一部分。
在正常运行情况下,其值很小,小于变压器额定电流的3%。
当发生外部短路故障时,由于电源侧母线电压降低,励磁电流更小,因此,在这些情况下的不平衡电流对差动保护的影响一般可以不必考虑。
但在变压器空载投入电源或外部故障切除后电压恢复过程中,则会出现励磁涌流。
特别是在电压过零时刻合闸时,变压器铁芯中的磁通急剧增大,使铁芯瞬间饱和,这时出现数值很大的冲击励磁电流(可达5~10倍的额定电流),通常称为励磁涌流。
图1为一500kV变压器合闸时励磁涌流的电流波形图(由RCS-978所录,也就是说从电流互感器二次所见到的波形)。
由图可见,励磁涌流IE中含有大量的非周期分量与高次谐波,因此励磁涌流已不是正弦波,且可能在最初瞬间完全偏于时间轴的一侧。
励磁涌流的大小和衰减速度,与合闸瞬间外加电压的相位、铁芯中剩磁的大小和方向、电源容量、变压器的容量及铁芯材料等因素有关。
对于单相的双绕组变压器,在其它条件相同的情况下,当电压瞬时值过零时合闸,励磁电流最大;如果在电压瞬间值最大时合闸,则不会出现励磁涌流,而只有正常的励磁电流。
继电保护—变压器差动保护原理解析(六)
继电保护—变压器差动保护原理解析(六)一、变压器差动保护简述按循环电流原理装设的。
主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其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。
在绕组变压器的两侧均装设电流互感器,其二次侧按循环电流法接线,即如果两侧电流互感器的同级性端都朝向母线侧,则将同级性端子相连,并在两接线之间并联接入电流继电器。
在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器的二次电流差,也就是说差动继电器是接在差动回路的。
二、变压器差动保护原理分析两侧电流互感器TAI和TA2之间的区域为差动保护的保护范围,保护动作于断开两侧断路器QFI、QF2。
2.1差动保护的主要功能及技术要求(1)采用比率制动的原理,能可靠防止区外故障时保护装置误动。
新型变压器保护差动保护的动作特性,是把传统的比率制动特性抬高,称高值比率特性,用特性躲过区外故障电流互感器的饱和的影响;新增加了灵敏变斜率比率制动曲线, 为防止该特性在区外故障时TA的暂态与稳态饱和时可能引起的稳态比率差动保护误动作,装置采用各相差电流的综合谐波作为TA饱和闭锁动作的判据,灵敏的抗电流互感器饱和的变斜率比率制动曲线可以保证区外严重故障不误动,区内轻微故障可靠动作。
(2)具有电流互感器(TA)断线判别功能,并能闭锁差动或报警,当电流大于额定电流时应自动解除闭锁并可动作出口跳闸,同时发出断线信号。
虽然,差动保护具有上述功能,但是,从安全考虑,当差动保护发生TA断线时,应允许差动保护动作跳闸,而不应闭锁保护,因为即使继续运行,处理也不安全。
(3)为防止由于故障电流过大时,电流互感器饱和导致差动保护拒动,在差动保护中装设有差动电流速断保护,能够有效保证在区内发生各种短路故障时,保护装置可靠动作。
(4)由于各侧电流互感器的变比和接线方式可能不同,有平衡差动保护各侧电流幅值和电流相位角的功能.(5)对于变压器的差动保护有涌流闭锁功能.三、差动保护中的差动速断的作用当变压器内部故障电流过大时,变压器差动保护用的电流互感器将要饱和,电流互感器饱和时将产生各种高次谐波,其中包含二次谐波分量。
变压器差动保护
变压器差动保护概述变压器是电力系统中重要的设备之一,其承担着电能传递和变换的重要任务。
然而,由于一系列原因(如过负荷、短路等),变压器可能会遭受损坏。
为了防止这些故障的发生和进一步加剧,需要进行保护。
其中,差动保护是一种常用的保护方式,本文将对该保护方式进行详细介绍。
差动保护的原理差动保护是一种用于电力系统中变压器的保护方式。
该方式的基本原理是通过连续测量变压器二侧电流的差值,并与设置的阈值进行比较,来判断变压器是否处于故障状态。
当变压器出现故障时,二侧电流差值超过设定值,则差动保护器会发出信号,使变压器断开电源,以避免更严重的故障发生。
差动保护具有快速、准确、可靠的特点,被广泛应用于各种电力系统中变压器的保护。
差动保护的组成部分差动保护由三部分组成:差动传动器、比率装置和差动保护器。
差动传动器差动传动器主要由变压器二侧互感器组成,其作用是将变压器二侧电流转换为低电平的信号,并通过传输线路传送到比率装置进行处理。
由于变压器二侧电流大小不同,因此互感器的比率需要根据实际情况进行调整。
比率装置比率装置一般由电流变压器、变换器和电流积分器组成。
其主要作用是将差动传动器中传输过来的低电平信号转换为可以与设置的阈值进行比较的高电平信号。
比率装置具有保障设备运行的精确度要求,因此需要经常进行校准和调整。
差动保护器差动保护器是差动保护的核心部分,其主要功能是通过比对差动传动器和比率装置中所传递的电流信息,来判断变压器是否处于故障状态。
当电流超过设定阈值时,差动保护器将向断路器发出开断信号,以切断故障电源。
现代差动保护器配有各种电子设备,并能够根据实际的故障特征,快速地进行判断和消除故障。
差动保护的注意事项差动保护具有广泛的应用范围和显著的优点,但其在使用中仍需要注意一些事项。
首先,差动保护设备本身的稳定性和可靠性非常重要。
在进行装置选型时,应根据实际需求进行选择,避免装置过大或过小,从而影响差动保护的精确性和可靠性。
浅析变压器差动保护
浅析变压器差动保护作者:查正平来源:《山东工业技术》2014年第22期摘要:近年来,我国输电线路电压等级不断提高,变压器的容量也随之增加。
原有的变压器保护已不能满足安全需求,特别是煤矿生产这样的一级负荷,这就对其快速性提出了更高的要求。
由于电力系统的发展特别是超高压远距离输电技术的发展,原来己用于实际的一些方案也面临着新的考验,变压器差动保护能否可靠快速动作也成为关键所在。
然而变压器差动保护能否快速动作就是能否正确识别变压器励磁涌流。
关键词:单片机;差动保护;变压器1 变压器纵联差动保护的基本工作原理目前,变压器的保护工作仅仅是变压器纵联差动保护,主要目的是反应变压器引出线、绕组、套管等各种类型的短路故障。
纵联差动保护通过比较被保护变压器的两侧电流大小和相位实现。
通过在变压器两侧各装设一组电流互感器TA1、TA2来实现两侧电流大小和相位的比较,其二次侧按环流法连接,。
其保护范围为两侧电流互感器TA1、TA2之间的全部区域,包括变压器的高、低压绕组、套管及引出线等。
图1 变压器的纵联差动保护单相原理接线图从图1-1可见,正常运行和外部短路时,流过差动继电器的电流为=–,在理想的情况下,其值是零。
但实际上由于电流互感器特性、变比等因素,流过继电器的电流为不平衡电流。
变压器内部故障时,流过差动继电器的电流为=+,即为短路点的短路电流。
当该电流大于KD的动作电流时,KD动作。
2 变压器差动保护产生不平衡电流的主要原因变压器的线路纵差保护和差动保护的原理基本相同,但是不平衡电流比线路纵差保护大,产生不平衡电流的主要原因有以下几个方面。
(1)变压器高、低压侧电流不同,因此两侧应使用不同变比的电流互感器。
若高压侧电流的变比为,低压侧电流的变比为K1,低压侧电流的变比为K2,=KT,KT为变压器的变比。
由于两侧电流互感器的依次额定电压、电流、变比和型号不同而在纵差保护的差回路会产生一定的不平衡电流。
(2)因为变压器高、低压侧绕组接法不同而相位可能不同,为保证正常运行时两侧电流互感器的二次回路中的电流能抵消,其二次的接线必须使两侧进入差回路的电流相位相同,故将变压器星形侧电流互感器接成三角形,使–和的相位相同。
浅谈变压器差动保护
3 电力变压 器 差动保 护发 生误 动 的对策
3 . 1由 电流不平衡 引发 电力变压 器差动保护发生误动 的对策
( 1 ) 不平衡 电流 。 应用相位补偿法 为可消除 由变压器 Yd l 1 接线而 引起 的不平衡 电流 , 即Y / △转换 。 具体措 施为: 将变压 器星形侧的 电流互感器 二次侧 改接 为三 角形 ,同时将变压器 三角形侧的 电流 互感器二次侧 改接 为星 形,从而校正 电流互 感器二次 电流的相位 。若 变压器差动保护 由微机 实现 , 即Y / △转换可 由程序 软件 实现 : 根据软件计算的灵活性, 变压器的
定 的普遍 性。 训, 这对变压器 的安全 和 电网系统 的稳 定运行
的0 . 2 5~ 0 . 5 倍 ;特 别是大型变压器励磁涌流的衰减速度较
慢, 衰 减 到 上 述 值 要 2~ 3 s 。同 时 励 磁 涌 流 波 形 出现 间 断 差动 保护 原理
变压器装设有 电流互 感器 T A1 和T A2 , 其二次绕组按环
有 间断角, 若此 电流进入差动继 电器, 有可能会引起差动保护
装置误动。
流原则 串联, 差动继 电器 K D, 并接在 差回路中。
变 压 器 正 常 运 行 时 , 电流 由 电源 侧 I流 向 负 荷 侧 I I , T A1 、 T A2的二 次 侧 电流 i 1 ’ 、 i 2 ’ 会 以反 方 向流 过 继 电器 KD
同, 因此装设在各侧的电流互感器型号也不 同, 导致饱和特性 和励磁 电流 ( 归算 到同一侧) 也不相 同, 造成 了在 外部短路 时 会 引起 较大 的不平 衡 电流 。可通 过增大 保护动 作 电流 的办 法来减 弱或消 除不平衡 电流 。 另一方面 , 目前 电流互 感器大 都是标 准化产 品, 所 以实 际选 用的互感 器 , 与计算变 比不可 能保 持完全一 致, 同时变压器 的变 比也不可 能完全一致 , 这 是在 差动保 护 回路 中引起 不平衡 电流 的又一 原 因。针对变
浅谈电力变压器的差动保护
浅谈电力变压器的差动保护摘要:电力变压器是电力系统中非常重要的设备,而差动保护是电力变压器的主保护之一,该保护方式可以有效地防御变压器绕组和引出线多相短路、大接地电流系统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路故障,可以为变压器安全运行提供技术支持,创造安全环境。
电力变压器会配置不同类型的差动保护,其作用原理也有差异,技术人员需要选择合适的差动保护技术,来确保电力变压器的安全运行。
关键词:电力变压器;差动保护电力变压器是电力系统中非常重要的设备,在电力系统电压调整中起着重要作用,在对电力系统安全负责的同时也会给电力系统带来安全隐患,所以保证变压器运行的安全可靠性很有必要。
差动保护是变压器的主保护,也是基础保护,技术人员需要基于差动保护原理,做好深化研究工作,使差动保护技术与变压器的适用性更强。
本文针对电力变压器的差动保护进行介绍,希望对大家有所帮助。
一、电力变压器差动保护原理差动保护是是比较被保护设备各引出线上的电流,规定电流的正方向为流入被保护设备。
当各引出线之间在电路上相联时,被保护设备可看作是电路中的一个节点。
在正常运行及外部故障时差动电流为零,差动保护可靠地不动作。
在内部故障时,差动电流大于差动电流继电器的启动电流时,差动保护可靠地动作。
差动保护分为纵联差动保护和横联差动保护,变压器的差动保护属于纵联差动保护。
纵联差动保护有绝对的选择性,保护的动作不需要延时。
一般内部最小短路电流大于差动电流的启动值,差动保护有很高的灵敏性。
差动保护具有选择性好、灵敏、快速的优点。
变压器各侧电压不相等,各侧之间在电路上是不相通的,但变压器可以根据正常及外部短路时流入和流出变压器的功率相等或者说各侧电流(都以流入变压器为正方向)产生的安匝数之和近似为零的条件建立差动保护。
只有变压器发生内部故障时,差动保护技术才会开启保护模式,其它的区外故障不会引发差动保护,在该种状况下,电力变压器处于理想运行状态中,这种状态下的变压器进出电流参数值等同[1]。
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电力变压器差动保护技术的发展及对提高可靠性的思考董济生一、引言电力变压器是电网最主要的设备之一,对于电网的安全稳定运行具有极其重要的作用。
由于其单体价值高,在电网中的数量多,一旦发生故障将对电网的运行造成严重后果。
通常情况下,变压器保护正确动作率,远低于线路保护的正确动作率。
所以历来人们对变压器保护装置的研究、配置、运行都非常重视。
随着电网的飞速发展,超高压、大容量变压器的出现,对变压器的保护装置也提出了新的更高的要求。
因此迫切需要对变压器保护进一步发展与完善。
本文试图通过对电力变压器差动保护技术的发展的回顾,谈提高其动作可靠性的思考。
二、变压器故障的类型及应配置的保护变压器的运行故障主要有两类:(1)油箱内部故障包括各相绕组之间的相间短路、单相绕组部分线匝之间的匝间短路、单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障、铁心烧损等;(2)油箱外部故障包括引出线的相间短路、绝缘套管闪络或破碎引起的单相接地(通过外壳)短路等。
变压器故障会导致不正常工作状态,主要表现在:外部短路或过负荷产生过电流、油箱漏油造成油面降低、长时间油温过高、中性点过电压等。
根据变压器的故障状态,应装设下述保护:(1)瓦斯保护防止变压器油箱内各种短路故障、油面降低以及长时间油温过高在壳内产生的气体,其中重瓦斯跳闸、轻瓦斯发信号;(2)纵联差动保护和电流速断保护防止变压器绕组和引出线相间短路、大电流接地系统侧绕组和引出线的单相接地短路;(3)相间短路的后备保护,包括过电流保护、复合电压起动的过电流保护、负序过电流保护防止变压器外部相间短路并作为瓦斯保护和差动保护的后备;(4)零序电流保护防止大电流接地系统中变压器外部接地短路;、(5)过负荷保护防止变压器对称过负荷;(7)反应变压器油温过高的报警信号。
以上1和7是非电类参数的,其它是电类参数。
其中,差动保护原理简单、易于实现,有很高的动作选择性和灵敏度,以其优越的保护性能不仅成为大容量、高电压变压器的主保护,而且在发电机、超短线路也被采用。
但是由于变压器自身的特点,存在着容易误动的情况。
三、变压器差动保护误动的原因变压器差动保护属于纵差保护,即将电气设备两端的保护装置纵向联接起来,并将两端电气量比较来判断保护是否动作,其基础是基尔霍夫定律。
根据该定律,保护范围内流入与流出的电流应该相等(变压器归算到同侧),当保护范围内发生故障时,其流入与流出的电流不等,差动保护就是根据这个差电流作为动作判据。
但是在实际应用中,由于变压器励磁涌流等原因的存在,导致了变压器差动保护的误动。
从理论上讲,变压器在正常运行和区外故障时,流经差动保护装置的电流应该为零。
然而,由于变压器在结构和运行上的特点,实际运行中有很多因素使该电流不为零,从而产生不平衡电流。
即当保护范围内无故障时也存在不平衡电流,这些不平衡电流有可能引起保护误动。
以下,对不平衡电流产生的原因及消除方法予以分析。
1、稳态情况下不平衡电流产生的原因及消除方法:在变压器稳态运行的状态下,影响差动保护误动的原因就是回路中的不平衡电流。
其产生的原因大致有:(1)因各侧绕组的接线方式不同造成电流相位不同而产生不平衡电流我国规定的五种变压器标准联结组中,Y/D-11双绕组变压器常被使用。
这种联结方式的变压器两侧电流相差30°,要使差动保护不误动就要设法调整电流互感器二次回路的接线和变比以进行相位校正,使电源侧和负荷侧的电流互感器二次电流相差180°且大小相等,这样就能消除Y/D-11变压器接线对差动保护的影响。
(2)因电流互感器计算变比与实际变比不同而产生不平衡电流由于各侧的电流互感器变比都是标准的,如:600/5、800/5、1000/5、1200/5等,变压器的变比也是一定的,二者之间没有必然联系,所以很难完全满足二次电流相等的要求。
从而在差动回路就有不平衡电流流过使保护可能误动。
通常利用差动保护装置内的平衡电路环节实现平衡。
如电磁型差动继电器,是通过平衡线圈进行磁补偿来消除或减小这个差值,从而消除或尽量减小不平衡电流造成的影响。
(3)因各侧电流互感器存在传变特性不同产生不平衡电流因各侧电流互感器型号不同,其结构形式、饱和特性、励磁电流(归算到同侧)、传变特性等不同,产生的变比误差和角度误差也就不同。
因此正常运行情况下差动回路中产生的两臂的不平衡电流较大时,会影响保护正确动作。
在外部故障或穿越型故障时这种不平衡电流会进一步放大。
因某一侧电流互感器饱和而产生大量的不平衡电流时,也有可能影响变压器差动保护的正确动作。
所以应采用满足10%误差曲线要求的电流互感器,并在整定计算中予以考虑。
(4)因带负荷调整分接头而产生不平衡电流有载调压变压器可以带负荷调整变压器分接头。
改变分接头就是改变变压器的变比,对于已调整好的差动保护将产生较大的不平衡电流。
由于有载调压是带负荷连续调节,而差动保护不能带电调整,所以在整定计算时必须考虑这个因素。
(5)消除零序电流对保护影响的应对措施 变压器为Y/△接线且星形侧中性点接地时,在发生单相接地故障情况下,星形侧有穿越性零序电流流过,但在三角形侧,没有零序电流存在,那么保护装置中也将产生虚假差流,差动保护有误动可能。
所以,微机变压器保护装置设计了将零序电流过滤的功能,以消除不平衡电流在保护装置中产生,防止保护误动。
(6)因差动保护电流互感器回路断线、多点接地等原因引起的不平衡电流三、变压器励磁涌流的特点及防止误动的技术当被保护变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时,以及下一级变压器空载投入时,会出现励磁电流即励磁涌流。
其特点是,其大小可达相当于6-8倍额定电流。
含有很大成分的非周期分量、含有大量的高次谐波分量且以二次谐波为主、波形之间有间断且偏于时间轴的一侧。
涌流的大小和衰减时间与外加电压、铁芯剩磁大小与方向、回路阻抗、变压器容量和铁芯性质有关。
对于三相交流变压器,由于三相之间相差120°,所以任何瞬间合闸至少有两相出现不同的励磁涌流,它对变压器差动保护的正确动作有不利影响,而在稳态运行及差动范围外发生故障时则影响不大。
变压器差动保护中关键的技术问题之一,就是如何区别涌流和区内故障的电流,防止励磁涌流导致的误动。
回顾国内几十年来的发展情况,防止励磁涌流误动的技术大致经历了几个时期。
在电磁型继电器为主要保护装置元件的时期,差动继电器采用速饱和变流器的直流助磁特性、制动线圈的制动特性等原理防止涌流造成的误动作。
在晶体管装置以及数字技术的时期,根据励磁涌流的谐波分量中以二次谐波为主的特点,采用了二次谐波制动的原理。
根据励磁涌流中波形之间有间断的特点,采用了监测间断角的原理用来闭锁。
在计算机应用即微机保护的时代,又增加了新的判据原理和功能。
如基于电压/电流相似性的差动保护,可通过在特定时间段内比较变压器电源端电压和差动电流波形的相似性来区分变压器内部故障和励磁涌流,能在很短时间内动作(20ms)且不受电流互感器饱和影响。
虚拟三次谐波的差动保护是用一个虚拟的波形代替第2,5周期,该波形与第1,5周期幅值相同符号相反。
由于波形对称,频谱中只有基波和奇次谐波分量,且三次谐波含量比其它谐波都大,这样就可明显提高差动保护的速度。
人工智能的差动保护。
借助模糊逻辑算法计算磁通差动电流微分曲线、谐波约束条件以及比率差动特性曲线,然后对计算结果进行分析判别励磁涌流和内部故障,这种保护速度快,能在3/4周期内作出反应,可适用于各种类型的变压器。
能谱分析的差动保护。
使用特殊设计的互感器捕捉暂态电流中的高频分量,进而求出原/副边的差动电流和平均电流,再抽取相应的能谱作为动作和约束条件,能谱的数值差别用于区分内部故障和外部故障。
小波变换的差动保护。
应用小波分析提取涌流和故障电流的特征,具有很高的辨析度。
结合神经网络对变换结果进行诊断分析将进一步提高保护的准确性和可靠性。
标积制动原理有很高的灵敏度,但它对相位特性特别敏感,容易误动。
采取特殊的抗电流互感器饱和措施,即可消除这个缺点,从而提高保护动作的可靠性。
其他有代表性的鉴别励磁涌流的方法还有波形对称原理、波形叠加原理、波形相关性分析法和波形拟合法,以及比率制动原理等。
以上各种原理的变压器差动保护装置,都是针对变压器励磁涌流的某个特点研制开发的。
由于篇幅的原因,在此对实现的具体电路不做详细介绍。
大量运行的实践证明,这些原理以及以此而形成的保护装置,都是行之有效的,也都具有相当高的可靠性。
有一些变压器差动保护装置,属于不依赖于励磁涌流特征的方案。
如磁通特性识别法,等值电路参数鉴别法等。
还有利用变压器的参数模型正常情况下与变压器内部故障时的不同,提出了保护判据。
由于此判据是根据变压器正常运行的模型得到的,它适合于外部故障、励磁涌流及过激磁等情况。
因而,在励磁涌流、过激磁、外部故障情况下保护不会误动作。
随着智能理论的发展,正在探讨各种新原理的差动保护。
这些新原理、新方法的出现,将大大提高了主设备保护的灵敏度和鉴别各种故障的能力。
其中微机保护的迅速成熟和应用普及体现了强大的优越性。
对提高保护的可靠性具有重要作用。
可以预见,随着新技术、新原理的不断发展和应用,变压器保护的功能将越来越完善,可靠性将显著提高。
四、 对提高变压器差动保护动作可靠性的思考 通过对变压器差动保护技术的回顾和分析,可以看出。
差动保护的原理、判据都是简洁、明了,回路简单易实现,因此成为广泛应用的变压器的主保护。
但是消除稳态和暂态情况下不平衡电流引起的误动,又是该保护普遍存在的重要技术问题。
1、实践中,对于稳态情况下存在的不平衡电流,基本上都有相应的技术方案得以解决。
为防止暂态的不平衡电流,即各种原因引起的励磁涌流引起的保护误动,采用了多种技术方案,从而形成了各种原理的变压器差动保护装置。
各种变压器差动保护装置都是以防止涌流误动的技术为标志。
实际运行的变压器差动保护,在防止涌流误动的技术方案中,根据涌流的特点,以及与故障电流的区别形成的装置,主要是从量和型两个方面的差别入手获取判据。
量指的是涌流中与故障电流中存在的谐波分量的差别。
型的方面指的是涌流与故障电流波形方面的差别。
量的方面以采用以二次谐波制动原理的装置应用最为广泛;在型的方面以鉴别间断角原理来判别励磁涌流的装置历史最长。
2、随着运行经验的积累和对涌流的认识,人们发现围绕着涌流防误动是一种误区。
其主要理由是: (1)、对基于以二次谐波制动原理的装置,由于无功补偿用的并联电容或超高压长输电线分布电容的存在,使得变压器发生内部故障时也会产生很大的二次谐波,而且随着大型变压器铁心采用冷轧硅钢片后,饱和磁通倍数由1.4降至了1.2~1.3,甚至低至1.1~1.15,使励磁涌流中的二次谐波含量有时低至10%以下,这样二次谐波制动原理的制动比率就很难选取,保护就可能存在不正确动作。