變壓器的二次接線與差動(dòng)保護(hù)

變壓器的二次接線與差動(dòng)保護(hù)

1差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作為了保護(hù)壓力損失，使用khov電流方程。當(dāng)變壓器正常工作或區(qū)外故障時(shí),流入變壓器的電流和流出電流(折算后的電流)相等,差動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作。當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí),兩側(cè)(或三側(cè))向故障點(diǎn)提供短路電流,差動(dòng)電流流過差動(dòng)回路,差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作,快速切除變壓器內(nèi)部故障。差動(dòng)保護(hù)原理簡(jiǎn)單、使用電氣量單純、保護(hù)范圍明確及動(dòng)作不需延時(shí),一直用于變壓器做主保護(hù),其運(yùn)行情況直接關(guān)系到變壓器的安危。在變壓器新安裝投運(yùn)時(shí),必須要進(jìn)行帶負(fù)荷測(cè)試差動(dòng)電流,驗(yàn)證二次接線正確性,從而保證變壓器在正常運(yùn)行時(shí)無差流,在故障時(shí)由差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作快速切除故障。2變壓器投運(yùn)案例兩繞組變壓器接線一般采用Yd11接線方式,微機(jī)保護(hù)一般也按Yd11方式計(jì)算差流,有的變壓器保護(hù)常規(guī)只采用Yd11接線方式進(jìn)行計(jì)算,對(duì)其它接線方式,都需在定貨合同或技術(shù)協(xié)議中特別說明。但在特殊情況或用戶不采用Yd11而采用Yd1的接線方式時(shí),若再請(qǐng)微機(jī)保護(hù)廠家進(jìn)行更改,又很費(fèi)時(shí)間且延誤送電時(shí)間。下面就是變壓器新投運(yùn)現(xiàn)場(chǎng)遇到的一個(gè)案例。某企業(yè)進(jìn)行變電站升級(jí),由10kV進(jìn)線擴(kuò)建成35kV變電站,設(shè)計(jì)接線方式為Yd11。由于時(shí)間的關(guān)系,分為兩個(gè)階段建設(shè),第一階段建成35kV變電站,將變電后的10kV直接接入原先的10kV母線系統(tǒng),只投入變壓器后備保護(hù);第二階段是利用設(shè)備檢修時(shí)間,將10kV總路開關(guān)二次電流接入變壓器差動(dòng)保護(hù),并帶負(fù)荷測(cè)試電流極性正確后投入差動(dòng)保護(hù)完成變電站的擴(kuò)建。在進(jìn)行第二階段工作中,由于只涉及到10kV總路開關(guān),變壓器是正常運(yùn)轉(zhuǎn)的,高低壓側(cè)電流極性均由母線指向變電器。但在帶負(fù)荷測(cè)試極性時(shí),變壓器保護(hù)裝置中有差流存在,為什么會(huì)引起差流呢?經(jīng)過多次帶負(fù)荷測(cè)試電流,我們發(fā)現(xiàn)二次電流不是Yd11方式下的角度,而是Yd1接線方式下的角度,而定值中的變壓器接線方式是Yd11,二者不統(tǒng)一,這是產(chǎn)生差流的根本原因。3變壓器y/d轉(zhuǎn)換對(duì)微機(jī)實(shí)現(xiàn)的變壓器差動(dòng)保護(hù),由于軟件計(jì)算的靈活性,允許變壓器的各側(cè)互感器二次側(cè)都按Y型接線,在進(jìn)行差動(dòng)計(jì)算時(shí)由軟件對(duì)變壓器Y型側(cè)電流進(jìn)行相位校準(zhǔn)及電流補(bǔ)償。即Y/d轉(zhuǎn)換可由程序軟件實(shí)現(xiàn)。整定人員可以通過接線方式定值的整定來選擇進(jìn)行Y/d轉(zhuǎn)換。3.1變壓器y/d轉(zhuǎn)換當(dāng)變壓器采用Yd11接線方式時(shí),d接線側(cè)的電流,在相位上與Y側(cè)相差150°,即d側(cè)電流比Y側(cè)的同一相電流在相位上滯后150°,因此即使變壓器兩側(cè)電流互感器二次電流的數(shù)值相等,在差動(dòng)保護(hù)回路中也會(huì)出現(xiàn)不平衡電流。為消除由變壓器Yd11接線而引起的不平衡電流,變壓器保護(hù)中,通常采用相位補(bǔ)償法,也就是Y/d轉(zhuǎn)換。即將變壓器Y側(cè)的電流互感器二次側(cè)接成三角形,而將變壓器d側(cè)的電流互感器二次側(cè)接成Y形,從而把電流互感器二次電流的相位校正過來。圖1為Yd11接線圖,Y側(cè)和d側(cè)的二次電流均以Y方式接入微機(jī)保護(hù)裝置。高壓側(cè)繞組為Y型,平衡系數(shù)為:;低壓側(cè)繞組為d型,平衡系數(shù)KL=LCT·LDY/(HCT·HDY),LCT、HCT分別為低壓側(cè)和高壓側(cè)CT變比,LDY、HDY分別為低壓側(cè)和高壓側(cè)額定電壓之比。變壓器保護(hù)中,電流互感器二次側(cè)一般均由母線指向變壓器,在圖1接線方式下,低壓側(cè)二次電流實(shí)際滯后對(duì)應(yīng)高壓側(cè)電流150°。圖2為Yd-11接線的變壓器差動(dòng)保護(hù)相量圖,IA、IB、IC為高壓側(cè)二次電流,Ia、Ib、Ic為低壓側(cè)二次電流,差流計(jì)算公式為:變壓器內(nèi)部無故障時(shí),差流應(yīng)為0。3.2ydl連接模式下的差流計(jì)算與Yd11接線方式類似,圖3為Yd1接線的變壓器差動(dòng)保護(hù)相量圖,差流計(jì)算公式為:變壓器內(nèi)部無故障時(shí),差流應(yīng)為0。4yd11在計(jì)算公式中對(duì)yd1線程模式中的欠壓流計(jì)算和解決方案4.1變壓器差流計(jì)算圖4為用公式(1)計(jì)算Yd1接線時(shí)的差流相量圖,由此計(jì)算,得到變壓器差流Ida、Iab、Idc的值與高壓側(cè)大小相同,相位相差90°,這也就是在前面提到的該企業(yè)變壓器保護(hù)裝置存在差流的計(jì)算結(jié)果。4.2保護(hù)屏的設(shè)置問題對(duì)實(shí)際接線與設(shè)計(jì)方式中不統(tǒng)一的問題,對(duì)本文中提到的案例有三種解決方案:一是與微機(jī)保護(hù)生產(chǎn)廠家聯(lián)系更改軟件(若是微機(jī)保護(hù)裝置中有Yd1接線的定值選擇,則可以更改接線方式的定值),這種方案需要較長(zhǎng)時(shí)間,還需要對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行全面調(diào)試才能投入運(yùn)行;二是更改變壓器接線方式為Yd11,涉及到變壓器制造廠家更改接線,工作量和時(shí)間上需求也較大;三是根據(jù)Yd11和Yd1接線差動(dòng)保護(hù)計(jì)算原理,對(duì)微機(jī)保護(hù)二次接線方式進(jìn)行調(diào)整,消除差流。第一、第二種方法除了能對(duì)微機(jī)保護(hù)裝置中有Yd1接線定值選擇的情況下更改定值外,在短時(shí)間范圍內(nèi)都是比較復(fù)雜的,工作量也比較大,涉及費(fèi)用可能也很大。由于工作現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間的關(guān)系,能否采用第三種方法進(jìn)行解決呢?在差動(dòng)計(jì)算時(shí)是由軟件對(duì)變壓器Y型側(cè)電流進(jìn)行相位校準(zhǔn)及電流補(bǔ)償?shù)?在計(jì)算公式一定的情況下,接入微機(jī)保護(hù)裝置的各側(cè)電流順序不同,計(jì)算出的差流結(jié)果也就會(huì)有所不同,因此,若對(duì)接入微機(jī)保護(hù)裝置的電流相序進(jìn)行一定的調(diào)整,是有可能實(shí)現(xiàn)的。在Yd11接線方式下,高壓側(cè)電流超前低電壓側(cè)150°,高壓側(cè)和低壓側(cè)電流均為正序,差流為零;在Yd1接線方式下,高壓側(cè)電流滯后低電壓側(cè)150°,高壓側(cè)和低壓側(cè)電流也為正序,采用Yd11差流的計(jì)算方式有差流。由此可以設(shè)想,若對(duì)Yd1接線方式時(shí),高壓側(cè)和低壓側(cè)電流調(diào)整為負(fù)序接入,即IA和IC、Ia和Ic在保護(hù)屏端子排上對(duì)換,IB和Ib為不變,結(jié)果會(huì)如何呢?圖5就是更改二次接線后運(yùn)用Yd11接線方式下計(jì)算差動(dòng)保護(hù)的相量圖,平衡系數(shù)不變,由圖中可知,差流為零,達(dá)到了目的。從圖5中,我們應(yīng)用數(shù)學(xué)計(jì)算使差流為零,物理意義上是否能夠得到解釋呢?在保護(hù)屏上計(jì)算得到的差流和各相電流與變壓器二次電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。由表1可知,保護(hù)裝置上計(jì)算得到的高、低壓側(cè)A相電流和差流是變壓器實(shí)際對(duì)應(yīng)的C相電流,B相含義不變,C相電流和差流是變壓器實(shí)際對(duì)應(yīng)的A相電流,若變壓器A相有故障,則在保護(hù)裝置上表現(xiàn)為C相有故障,差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳開變壓器兩