变压器差动保护原理及实例分析

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变压器差动保护原理及实例分析

杨水泉

(国电四川南桠河流域水电开发有限公司,四川石棉　625400)

摘　要:变压器差动保护作为变压器的主保护,其保护范围是变压器各侧电流互感器之间的一次电气设备,它能迅速而有选择地切除保护范围内的故障,但往往却因接线错误而导致差动保护误动,故应特别予以重视。关键词:变压器;差动保护原理;实例;分析中图分类号:T V 734;T V 737

文献标识码:　B

文章编号:1001-2184(2009)02-0134-02

1　变压器差动保护原理

变压器差动保护作为变压器的主保护,其保护范围是变压器各侧电流互感器之间的一次电气

设备,主要反映以下故障:变压器引线及内部线圈的匝间短路;严重的层间短路故障;大电流接地系统中线圈及引线的接地故障。变压器的差动保护能迅速而有选择地切除保护范围内的故障,只要保证接线及调试方法正确外部故障不会误动。但差动保护对变压器内部不严重的匝间短路反映不够灵敏,往往因接线错误而导致差动保护误动。

在电力系统中,变压器常采用Y /D -11接线方式,因此,变压器两侧电流的相位差为30°。如果不采取措施,差动回路中将会由于变压器两侧电流相位不同而产生不平衡电流。为保证安全,必需消除这种不平衡电流。

2　用电流互感器二次接线进行相位补偿常用的做法是:将变压器星形侧的电流互感器接成三角形,并将变压器三角形侧的电流互感器接成星形。采用相位补偿后,变压器星形侧电流互感器二次回路差动臂中的电流I ·

A 2、I ·

B 2、I ·

C 2刚好与三角形侧的电流互感器二次回路中的电流I ·a 2、I ·b 2、I ·c 2同相位,如图1所示。3　差动保护误动实例分析及处理

3.1　基本情况

某厂变压器为三卷变压器,极限组别Y 0/Y /d -11,为大电流接地系统。其中中压侧由于长期负荷低,在投运时未做带负荷六角图,变压器运行正常。随着电力市场的发展和农网改造,110k V

收稿日期:2008-10-21

侧的负荷增加较多。一段时间以来,主变差动保护时有误动,在其动作后对保护装置进行了检验,均满足比例制动特性要求,装置正常,之后,在变

压器中压侧差动T A 间有一段母线距离山体较近,怀疑变压器差动保护误动是由于山体树枝接地所致,未引起高度重视,后来利用110k V 设备增容改造的机会,对中压侧T A 进行了详细检查,发现其中B 相T A 的极性接反,改接后恢复了正常运行,经作六角图,接线正确,此后,差动保护误动得以根本消除。3.2　原因分析

(1)正常接线情况:高压侧、中压侧T A 的二次接线一致,接成三角形接线,低压侧二次接成星形接线,通过二次接线的改变,变压器一次相角得到了补偿,幅值的补偿是通过分别对高、中、低压

图1　向量图

侧取不同的平衡系数进行的,其结果是差动电流

第28卷第2期2009年4月

四　川　水　力　发　电S i c h u a n Wa t e r P o w e r

V o l .28,N o .2A p r .,2009

很小,而制动电流很大,所以差动保护不动作。当出现区内故障时,差动电流几乎为2倍负荷电流,而制动电流取各侧电流最大值,差动保护动作。

(2)在中压侧T A二次B相极性错误时,由向量图可知,A、B两相将会出现不平衡电流。一方面由于中压侧负荷低,另一方面中压侧平衡系数选得较小,此时的不平衡电流小于启动电流,I b p hI q d,保护动作。4　变压器差动保护运行管理要求

(1)为了保证变压器在运行中有主保护,差动保护和瓦斯保护不允许同时停用。差动保护的停用应取得调度和所在单位的总工程师的同意。

(2)差动保护在第一次投运时,为检查其躲过激磁涌流的性能,应对变压器作5次空载冲击合闸试验。

(3)在差动回路上工作时,应先将差动保护退出。

(4)新装、定检或二次差动回路经过工作后的差动保护,在变压器充电或试运行时应将差动保护暂时投入使用,但在正式带负荷前应停运。差动保护应通过作带负荷六角图证明二次电流回路极性正确及差电流满足规定要求后方可将其正式投入运行,以防止二次回路接线错误,进而造成变压器带负荷后差动保护误动。

(5)当差动保护交流电流回路发生断线时,应立即停止差动保护,待断线故障处理完毕、测量跳闸压板无脉冲后,方可投入其跳闸压板。

作者简介:

杨水泉(1966-),男,四川巴中人,工程师,从事水电厂生产检修及工程管理工作.(责任编辑:李燕辉)

(上接第133页)

触点输出。虽然继电器本身已有隔离作用,但最好在继电器驱动电源与微机保护电源之间不要有电的联系,以防止线圈电感回路切换产生干扰。

(4)数字量输出:如打印机接口应采用光电隔离。

3.4　滤波、退耦与旁路

抑制横模干扰的主要措施是采用滤波和退耦电路。交流信号输入通道采用的前置低通滤波器具有较强的抗干扰作用。交、直流信号输入端子间应装设退耦电容,为高频横模干扰提供旁路。

抑制共模干扰的措施是从端子排开始,在端子与大地(机壳)间并入旁路电容,各引入线先经抗干扰电容再引入微机保护装置。

3.5　构造等电位面

如果微机保护装置集中在主控制室,为实现可靠通信,必须将联网的中央计算机和各套微机保护以及其它基于微机的控制装置都置于同一等电位平台上,这样,等电位面的电位可随接地网的电位变化而浮动,同时也避免了控制室接地网的地电位差窜入等电位面,从而保持联网微机设备地电位之间的电位差,保证微机保护和联网通信的可靠运行。

3.6　配线部分抗干扰

信号线要成绞对线的形式,使信号来去成对,并行传送,以消除外部信号相互干扰的影响;保护用的电缆与电力电缆不同层敷设;微机保护单元外部接线的强弱电配线要分开,要尽量缩短平行长度,如要相交应成直角相交;信号线应采用多股屏蔽导线,特别要注意的是连接室外的电流互感器、电压互感器的电流电压线要采用屏蔽线,连接室外断路器的控制线最好也使用屏蔽线,以防止雷电引起的干扰。

3.7　供电电源采用逆变电源

在采取了上述措施后,干扰的主要来源就是电源电路。由于电源贯穿所有部件,干扰影响严重,因此,对供电电源需慎重处理。一般采用通过逆变后的开关电源由蓄电池直流110V或220V 逆变成高频电压后经高频变压器隔离。这种电源体积小、效率高,实践表明其稳压能力和抗干扰效果较强。在每块插件板上,应尽量采用独立功能块电源,进一步抑制相互干扰。

4　结　语

干扰问题是困扰微机保护装置不正确动作的主要因素之一。只要充分了解干扰的机理,从干扰源出发,采用可靠的抗干扰措施将各项干扰的影响降低到合理的范围内,就能够充分发挥微机保护装置的作用,达到有效提高微机保护装置可靠性的目的。

作者简介:

褚晓锐(1977-),男,四川南部人,讲师,硕士,从事电气工程及其自动化的教学和研究工作;

李　翔(1987-),男,四川成都人,在读本科生,专业:电力系统及其自动化.(责任编辑:李燕辉)

杨水泉:变压器差动保护原理及实例分析2009年第2期

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