電力變壓器的繼電保護(hù)

...wd......wd......wd...電力變壓器的繼電保護(hù)概述變壓器的故障：各項(xiàng)繞組之間的相間短路油箱內(nèi)部故障單項(xiàng)繞組局部線匝之間的匝間短路單項(xiàng)繞組或引出線通過(guò)外殼發(fā)生的單相接地故障引出線的相間短路油箱外部故障絕緣套管閃爍或破壞引出線通過(guò)外殼發(fā)生的單相接地短路變壓器不正常工作狀態(tài)：外部短路或過(guò)負(fù)荷過(guò)電流油箱漏油造成油面降低變壓器中性點(diǎn)接地外加電壓過(guò)高或頻率降低過(guò)勵(lì)磁等應(yīng)裝設(shè)的繼電保護(hù)裝置瓦斯保護(hù)防御變壓器油箱內(nèi)各種短路故障和油面降低重瓦斯跳閘輕瓦斯信號(hào)縱差動(dòng)保護(hù)和電流速斷保護(hù)防御變壓器繞組和引出線的多相短路、大接地電流系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線的單相接地短路及繞組匝間短路相間短路的后備保護(hù)。作為〔1〕(2)的后備過(guò)電流保護(hù)復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)負(fù)序過(guò)電流零序電流保護(hù)：防御大接地電流系統(tǒng)中變壓器外部接地短路過(guò)負(fù)荷保護(hù)：防御變壓器對(duì)稱過(guò)負(fù)荷過(guò)勵(lì)磁保護(hù)：防御變壓器過(guò)勵(lì)磁第二節(jié)：變壓器縱差動(dòng)保護(hù)構(gòu)成變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的根本原則正常運(yùn)行或外部故障時(shí)所以兩側(cè)的CT變比應(yīng)不同，且應(yīng)使即：或=即：按相實(shí)現(xiàn)的縱差動(dòng)保護(hù)，其電流互感器變比的選擇原則是兩側(cè)CT變比的比值等于變壓器的變比。二．不平衡電流產(chǎn)生的原因和消除方法：理論上，正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí)，Ij=I1"-I2"=0。實(shí)際上，很多因素使Ij=Ibp≠0。〔Ibp為不平衡電流〕下面討論不平衡電流產(chǎn)生的原因和消除方法：由變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流：〔Υ/Δ-11〕Y.d11接線方式——兩側(cè)電流的相位差30°。消除方法：相位校正。變壓器Y側(cè)CT〔二次側(cè)〕：Δ形。Y.d11變壓器Δ側(cè)CT〔二次側(cè)〕：Y形。Y.Y12可見(jiàn),差動(dòng)臂中的同相位了,但.為使正常運(yùn)行或區(qū)外故障時(shí),Ij=0,則應(yīng)使即高壓側(cè)電流互感變比應(yīng)加大√3倍.該項(xiàng)不平衡電流已去除.2.由計(jì)算變比與實(shí)際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流:CT的變比是標(biāo)準(zhǔn)化的,如:600/5,800/5,1000/5,1200/5.所以,很難完全滿足或即Ij≠0,產(chǎn)生Ibp.消除方法:利用差動(dòng)繼電器的平衡線圈進(jìn)展磁補(bǔ)償.假設(shè)正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí),I2'>I2",Wph接電流小的一側(cè),I2".I2'-I2"→Wcd(I2'-I2")I2"→WphI2"調(diào)整Wph,使Wcd(I2'-I2")=WphI2".磁勢(shì)抵消.鐵芯中,Φ=Φcd-Φph=0.所以W2中無(wú)感應(yīng)電勢(shì),J不動(dòng)作.實(shí)際上,Wph.js可能不是整數(shù).Wph.zd應(yīng)是整數(shù).故仍有一剩余的不平衡電流.Ibp=ΔfzdId.max/nl1其中:Δfzd=(Wph.js-Wph.zd)/(Wph.js+Wph.zd)Id.max―外部故障時(shí),流過(guò)變壓器高壓側(cè)的最大短路電流.此不平衡電流在整定計(jì)算中應(yīng)予以考慮.3.由兩側(cè)電流互感器型號(hào)不同而產(chǎn)生的不平衡電流:(CT變換誤差)Ibp.CT=Ktx?Ker?Id.max/nl1其中Ktx=1此不平衡電流在整定計(jì)算中應(yīng)予以考慮.4.由變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流:改變分接頭→改變nB→破壞nl2/nl1=nB或的關(guān)系.產(chǎn)生新的不平衡電流.(CT二次側(cè)不允許開(kāi)路,即nl2,nl1不能改變),Ibp.ΔU=±ΔU?Id.max/nl1 無(wú)法消除.此不平衡電流在整定計(jì)算中應(yīng)予以考慮.由以上分析可知,穩(wěn)態(tài)情況下,Ibp由三局部組成.Ibp=Ibp.T+Ibp.CT+Ibp.ΔU5.暫態(tài)情況下的不平衡電流:⑴非周期分量的影響:比穩(wěn)態(tài)Ibp大,且含有很大的非周期分量,持續(xù)時(shí)間比擬長(zhǎng)(幾十周波).最大值出現(xiàn)在短路后幾個(gè)周波.引入非周期分量函數(shù)Kfzq.Ibp.CT=Kfzq?Ker?Ktx?Id.max/nl1措施:快速飽和中間變流器,抑制非周期分量.⑵由ILy產(chǎn)生的不平衡電流:當(dāng)變壓器電壓突然增加的情況下(如:空載投入,區(qū)外短路切除后).IL↑→勵(lì)磁涌流.可達(dá)(6-8)Ie.其波形參看教材173頁(yè),圖6-2.特點(diǎn):有很大的直流分量.(80%基波)有很大的諧波分量,尤以二次諧波為主.(20%基波)波形間出現(xiàn)連續(xù).(削去負(fù)波后)措施:采用具有速飽和鐵芯的差動(dòng)繼電器;連續(xù)角原理的差動(dòng)保護(hù);利用二次諧波制動(dòng);利用波形對(duì)稱原理的差動(dòng)保護(hù)。三．BCH—2型差動(dòng)繼電器的工作原理：具有比擬良好的躲過(guò)變壓器勵(lì)磁涌流特性的差動(dòng)繼電器。兩局部組成：速飽和變流器和執(zhí)行元件〔電流繼電器〕速飽和變流器有三個(gè)鐵芯柱A、B、C，A、C柱截面積相等且為B柱截面積的一半。B柱：Wph1,Wph2,Wcd,Wd’A柱：Wd〞C柱：W2各柱上的磁通：W2中感應(yīng)的電流到達(dá)一定數(shù)值時(shí)，執(zhí)行元件動(dòng)作分析Wd’,Wd〞的作用：當(dāng)通入正弦電流時(shí)，與相抵消，短路線圈不起作用外部短路時(shí)，有較大的非周期分量。因?yàn)橛休^大的非周期分量電流—>鐵芯飽和所以使——>躲過(guò)勵(lì)磁涌流的根本原因。四．帶制動(dòng)特性的BCH—1型差動(dòng)繼電器的工作原理。1．構(gòu)成：三個(gè)鐵心柱，六個(gè)線圈。Wg—工作線圈，接在差動(dòng)回路中。Wph—平衡線圈，作用同前述。兩個(gè)Wph—制動(dòng)線圈接差動(dòng)回路的一個(gè)臂上。兩個(gè)W2—二次線圈輸出接電流繼電器。2．工作原理：1〕假設(shè)不考慮制動(dòng)線圈的作用：I2h=0IgΦg╱Φg’E2’╲E=E2’+E2〞╲Φg〞E2〞╱即工作線圈與二次線圈之間的電流就相當(dāng)于一個(gè)速飽和的變流器。因此，它可減少暫態(tài)不平衡電流了和勵(lì)磁涌流的影響。2〕Ig=0I2hΦ2h(僅在兩個(gè)邊柱上環(huán)流)—>E2’=E2〞E=E2’-E2〞3〕Ig≠0,I2h≠0I2hΦ2h磁路狀態(tài)改變—>鐵心飽和動(dòng)作安匝↑即，動(dòng)作電流上升↑I2hId2W2h↑Id2↑具有制動(dòng)特性3．制動(dòng)特性：Id2.J=F(I2h)由實(shí)驗(yàn)得出如以下列圖。制動(dòng)特性曲線：當(dāng)I2h很小時(shí)，鐵芯還未飽和，所以起動(dòng)電流變化不大，制動(dòng)特性起始局部比擬平緩。當(dāng)I2h很大時(shí)，鐵芯嚴(yán)重飽和，啟動(dòng)電流迅速增加，特性曲線上翹。從原點(diǎn)作特性曲線的切線，它與水平軸線的夾角為αK2h=tgα------制動(dòng)系數(shù)一般取0。3-0。44．為什么能改善內(nèi)部故障時(shí)保護(hù)的靈敏性：上圖中：直線1為與外部故障時(shí)Id的關(guān)系直線2為元制動(dòng)特性縱差保護(hù)的動(dòng)作電流(Idz.J=Kk*Ibp.max)曲線3為制動(dòng)特性曲線由圖中可見(jiàn)，對(duì)無(wú)制動(dòng)的縱差保護(hù)為短路電流較小的內(nèi)部故障時(shí)，靈敏度往往不能滿足要求，而如果采用BCH—1型繼電器，應(yīng)在I2h=Id.max時(shí)，使Idz.J=Kk*Ibp.max。即通過(guò)a點(diǎn)的曲線3。因?yàn)榍€3始終位于直線1上面，即在任何大小的外部短路電流作用下，繼電器不會(huì)誤動(dòng)。對(duì)于內(nèi)部故障，分三種情況說(shuō)明如何改善靈敏性：?jiǎn)蝹?cè)供電變壓器：B側(cè)無(wú)電源，W2h接于負(fù)荷側(cè)，內(nèi)部故障時(shí),I2h=0繼電器動(dòng)作電流為Idz.J對(duì)應(yīng)圖中d點(diǎn)，顯然靈敏度提高很多。單側(cè)供電變壓器：B側(cè)無(wú)電源，接于電源側(cè)，內(nèi)部故障時(shí)，Ig=Id2—直線4〔這是最不利的電流〕它與制動(dòng)電流特性曲線交于b點(diǎn)〔Idz.J2〕，在b點(diǎn)以上，是繼電器的動(dòng)作區(qū)〔4高于3〕可見(jiàn)靈敏度提高很多。雙側(cè)供電變壓器：設(shè)Ig=2I2h—直線5它去制動(dòng)特性曲線交于c點(diǎn)〔Idz.J1〕，在c點(diǎn)之上〔5高于3〕動(dòng)作。實(shí)際上，介于b—d之間，顯然，靈敏度提高很多。另外，制動(dòng)線圈的接入方式時(shí)，保護(hù)的靈敏度是有影響的。原則：在外部故障