電力變壓器的繼電保護

...wd......wd......wd...電力變壓器的繼電保護概述變壓器的故障：各項繞組之間的相間短路油箱內部故障單項繞組局部線匝之間的匝間短路單項繞組或引出線通過外殼發(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)：外部短路或過負荷過電流油箱漏油造成油面降低變壓器中性點接地外加電壓過高或頻率降低過勵磁等應裝設的繼電保護裝置瓦斯保護防御變壓器油箱內各種短路故障和油面降低重瓦斯跳閘輕瓦斯信號縱差動保護和電流速斷保護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。作為〔1〕(2)的后備過電流保護復合電壓起動的過電流保護負序過電流零序電流保護：防御大接地電流系統(tǒng)中變壓器外部接地短路過負荷保護：防御變壓器對稱過負荷過勵磁保護：防御變壓器過勵磁第二節(jié)：變壓器縱差動保護構成變壓器縱差動保護的根本原則正常運行或外部故障時所以兩側的CT變比應不同，且應使即：或=即：按相實現(xiàn)的縱差動保護，其電流互感器變比的選擇原則是兩側CT變比的比值等于變壓器的變比。二．不平衡電流產生的原因和消除方法：理論上，正常運行和區(qū)外故障時，Ij=I1"-I2"=0。實際上，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生的原因和消除方法：由變壓器兩側電流相位不同而產生的不平衡電流：〔Υ/Δ-11〕Y.d11接線方式——兩側電流的相位差30°。消除方法：相位校正。變壓器Y側CT〔二次側〕：Δ形。Y.d11變壓器Δ側CT〔二次側〕：Y形。Y.Y12可見,差動臂中的同相位了,但.為使正常運行或區(qū)外故障時,Ij=0,則應使即高壓側電流互感變比應加大√3倍.該項不平衡電流已去除.2.由計算變比與實際變比不同而產生的不平衡電流:CT的變比是標準化的,如:600/5,800/5,1000/5,1200/5.所以,很難完全滿足或即Ij≠0,產生Ibp.消除方法:利用差動繼電器的平衡線圈進展磁補償.假設正常運行和區(qū)外故障時,I2'>I2",Wph接電流小的一側,I2".I2'-I2"→Wcd(I2'-I2")I2"→WphI2"調整Wph,使Wcd(I2'-I2")=WphI2".磁勢抵消.鐵芯中,Φ=Φcd-Φph=0.所以W2中無感應電勢,J不動作.實際上,Wph.js可能不是整數(shù).Wph.zd應是整數(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,流過變壓器高壓側的最大短路電流.此不平衡電流在整定計算中應予以考慮.3.由兩側電流互感器型號不同而產生的不平衡電流:(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算中應予以考慮.4.由變壓器帶負荷調整分接頭而產生的不平衡電流:改變分接頭→改變nB→破壞nl2/nl1=nB或的關系.產生新的不平衡電流.(CT二次側不允許開路,即nl2,nl1不能改變),Ibp.ΔU=±ΔU?Id.max/nl1 無法消除.此不平衡電流在整定計算中應予以考慮.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)時間比擬長(幾十周波).最大值出現(xiàn)在短路后幾個周波.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產生的不平衡電流:當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↑→勵磁涌流.可達(6-8)Ie.其波形參看教材173頁,圖6-2.特點: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).(削去負波后)措施:采用具有速飽和鐵芯的差動繼電器;連續(xù)角原理的差動保護;利用二次諧波制動;利用波形對稱原理的差動保護。三．BCH—2型差動繼電器的工作原理：具有比擬良好的躲過變壓器勵磁涌流特性的差動繼電器。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中感應的電流到達一定數(shù)值時，執(zhí)行元件動作分析Wd’,Wd〞的作用：當通入正弦電流時，與相抵消，短路線圈不起作用外部短路時，有較大的非周期分量。因為有較大的非周期分量電流—>鐵芯飽和所以使——>躲過勵磁涌流的根本原因。四．帶制動特性的BCH—1型差動繼電器的工作原理。1．構成：三個鐵心柱，六個線圈。Wg—工作線圈，接在差動回路中。Wph—平衡線圈，作用同前述。兩個Wph—制動線圈接差動回路的一個臂上。兩個W2—二次線圈輸出接電流繼電器。2．工作原理：1〕假設不考慮制動線圈的作用：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于一個速飽和的變流器。因此，它可減少暫態(tài)不平衡電流了和勵磁涌流的影響。2〕Ig=0I2hΦ2h(僅在兩個邊柱上環(huán)流)—>E2’=E2〞E=E2’-E2〞3〕Ig≠0,I2h≠0I2hΦ2h磁路狀態(tài)改變—>鐵心飽和動作安匝↑即，動作電流上升↑I2hId2W2h↑Id2↑具有制動特性3．制動特性：Id2.J=F(I2h)由實驗得出如以下列圖。制動特性曲線：當I2h很小時，鐵芯還未飽和，所以起動電流變化不大，制動特性起始局部比擬平緩。當I2h很大時，鐵芯嚴重飽和，啟動電流迅速增加，特性曲線上翹。從原點作特性曲線的切線，它與水平軸線的夾角為αK2h=tgα------制動系數(shù)一般取0。3-0。44．為什么能改善內部故障時保護的靈敏性：上圖中：直線1為與外部故障時Id的關系直線2為元制動特性縱差保護的動作電流(Idz.J=Kk*Ibp.max)曲線3為制動特性曲線由圖中可見，對無制動的縱差保護為短路電流較小的內部故障時，靈敏度往往不能滿足要求，而如果采用BCH—1型繼電器，應在I2h=Id.max時，使Idz.J=Kk*Ibp.max。即通過a點的曲線3。因為曲線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，繼電器不會誤動。對于內部故障，分三種情況說明如何改善靈敏性：單側供電變壓器：B側無電源，W2h接于負荷側，內部故障時,I2h=0繼電器動作電流為Idz.J對應圖中d點，顯然靈敏度提高很多。單側供電變壓器：B側無電源，接于電源側，內部故障時，Ig=Id2—直線4〔這是最不利的電流〕它與制動電流特性曲線交于b點〔Idz.J2〕，在b點以上，是繼電器的動作區(qū)〔4高于3〕可見靈敏度提高很多。雙側供電變壓器：設Ig=2I2h—直線5它去制動特性曲線交于c點〔Idz.J1〕，在c點之上〔5高于3〕動作。實際上，介于b—d之間，顯然，靈敏度提高很多。另外，制動線圈的接入方式時，保護的靈敏度是有影響的。原則：在外部故障