1引言
變壓器是電力系統(tǒng)廣發(fā)使用的電壓變換和電能傳送的重要設(shè)備,情系千家萬戶。為提高變壓器運行的安全與可靠,設(shè)置了諸種相應(yīng)的保護裝置,而差動保護則是變壓器外部故障的主保護。差動保護裝置在運行中受到諸因素的影響,會在保護回路中產(chǎn)生不平衡電流,致使差動保護誤動作,影響變壓器的正常運行。為此,只有采取防止不平衡電流產(chǎn)生的相應(yīng)措施,才能確保變壓器安全運行。
2差動保護回路產(chǎn)生不平衡電流原因
差動保護是變壓器保護范圍內(nèi),流入和流出電流的差值進行設(shè)計與工作的。由于變壓器接哦股與運行上的特點,使之在運行中受到諸多因素的影響,導(dǎo)致保護回路中產(chǎn)生非故障性的不平衡電流而引起保護裝置的誤動作,從而影響變壓器的正常運行。其回路產(chǎn)生不平衡電流的原因有:
2.1變壓器勵磁涌流引起的不平衡電流
當變壓器空載投入或外部故障切除后電壓恢復(fù)時,因鐵心磁飽和及剩磁的存在,可產(chǎn)生數(shù)值為額定電流5—10倍的勵磁涌流。其特點是:含有很大成分的非周期分量和高次諧波、勵磁涌流的大小和衰減時間與外加電壓、鐵心剩磁、回路阻抗、鐵心特性及容量等有關(guān)。對三相變壓器而言,又有三相電壓相位的不同,無聊在任何瞬間合閘,至少有兩相會出現(xiàn)不同程度的勵磁涌流,從而在保護回路產(chǎn)生不平衡電流。
2.2變壓器繞組連接方式不同引起不平衡電流
三相三繞組變壓器采用Y.y.d(Y/Y/△)連接時,各側(cè)電流存在相位差。即使各側(cè)電流互感器二次電流大小相互匹配,但由于兩側(cè)相位不同,這種相位差也將在保護回路中產(chǎn)生不平衡電流。
2.3電流互感器型號不同引起的不平衡電流
變壓器各側(cè)電壓不同,裝設(shè)的電流互感器型號也不會相同,它們的飽和特性和勵磁電流也不相同。當變壓器外部出現(xiàn)故障時,流過各側(cè)電流互感器的一次電流有很大差別,這種過大差別的電流將在保護回路產(chǎn)生不平衡電流。
2.4電流互感器實際變比與即使變比不吻合引起的不平衡電流
電流互感器都是定型產(chǎn)品,其變比也是標準化的。因而所選用的電流互感器變比很可能難以與實際變比相吻合,這種變比的不吻合將在保護回路產(chǎn)生不平衡電流。
2.5變壓器改變分接開關(guān)檔位引起的不平衡電流
變壓器運行中通過改變分接開關(guān)檔位,可調(diào)整輸出電壓值。當分接開關(guān)檔位改變后,會引起調(diào)壓側(cè)一次電流的變化,從而導(dǎo)致該側(cè)電流互感器二次電流的變化。差動保護的整定計算,往往是按變壓器額定變化計算各側(cè)工作電流,并以此選擇電流互感器的變比,缺點繼電器平衡線圈匝數(shù),確保保護回路的磁勢平衡。當變壓器分接開關(guān)檔位改變后,調(diào)壓側(cè)電流隨之改變,但電流互感器變比是固定不變的,因而引起二次電流的變化,打破原來的磁勢平衡,從而導(dǎo)致保護回路產(chǎn)生不平衡電流。
3不平衡電流對差動保護的影響
差動保護是變壓器外部故障的主保護,具有很好的動作選擇性和靈敏度。差動保護裝置的動作,是按被保護范圍內(nèi)流入和流出電流的差值來進行整定的,而整定值的計算往往是按變壓器額定變比為依據(jù)。然而在保護回路運行中受到諸多因素的影響而產(chǎn)生不平衡電流,這種非故障性的不平衡電流若超過差動保護裝置動作的整定值時,即會引起保護裝置的誤動作而影響變壓器運行,造成供電中斷的危害。
差動保護回路中產(chǎn)生的不平衡電流,是導(dǎo)致保護裝置誤動作的主要原因,這種非故障性保護裝置動作,必將造成變壓器的非故障運行中斷,從而影響電網(wǎng)的正常供電。變壓器這種非故障性停電危害極大,不僅影響電網(wǎng)的正常運行,而且還將給客戶造成停電的經(jīng)濟損失。
4防止不平衡電流產(chǎn)生的措施
4.1防止變壓器勵磁涌流影響的措施
防止勵磁涌流影響的措施:
4.1.1利用保護范圍內(nèi)故障電流與勵磁涌流波形的差別,在晶體管變壓器差動保護裝置中,運用波形差別來躲開勵磁涌流的影響;
4.1.2利用勵磁涌流中的非周期分量助磁使鐵心飽和,自動增大差動保護的動作電流,以躲開勵磁涌流的影響。
4.2變壓器繞組連接方式不同的補償措施
為消除差動保護回路中電流的相位差,通常采用的補償方式是:將變壓器Y接線側(cè)電流互感器二次繞組接成△,而將變壓器△接線側(cè)電流互感器二次繞組接成Y,致使電流互感器二次電流相位得到補償,以消除繞組連接方式不同所帶來的影響。
4.3電流互感器實際變比與計算變比不吻合的改善措施
為消除變比不吻合而產(chǎn)生的不平衡電流,可通過磁勢平衡原理來實際。通常采用具有速飽和鐵心的差動繼電器,即可消除變比不吻合帶來的影響。由于這種差動繼電器的平衡繞組與差動繞組共同繞再中間磁柱上,因而這兩個繞組的磁勢放下相反而互相抵消,從而消除變比不吻合的影響。
4.4消除電流互感器型號不同影響的措施
消除電流互感器型號不同影響的措施:
4.4.1按10%誤差曲線要求選擇各側(cè)電流互感器,以保證變壓器外部故障時,電流互感器二次電流誤差不超過10%;
4.4.2在整定差動保護動作電流值時,引入一個同型號系數(shù)K,用以反映電流互感器型號異同的影響。當變壓器各側(cè)電流互感器型號相同時取K=0.5,當各側(cè)電流互感器型號不同時取K=1,這實質(zhì)上市采用較大K值來提高差動保護的動作電流。
4.5消除分接開關(guān)改變檔位時影響的措施
根據(jù)變壓器分接開關(guān)改變檔位的具體情況,以提高差動保護動作電流的整定值,來躲開不平衡電流的影響。
5結(jié)語
差動保護是防止變壓器外部故障的主保護,因運行中會受到諸多因素影響,將在保護回路中產(chǎn)生不平衡電流,影響保護裝置的選擇性靈敏度,甚至引起保護裝置的誤動作,造成變壓器中斷運行。
運行實踐證明,只有采取相應(yīng)措施防止不平衡電流的產(chǎn)生,即可避免差動保護的誤動作。除防止平衡電流對保護裝置動作的影響外,還要優(yōu)化保護裝置的設(shè)計,開發(fā)應(yīng)用微機形成套保護裝置,從而提高保護裝置的性能和動作的正確率,實現(xiàn)變壓器的安全運行。
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