變壓器差動保護裝置的比較.doc

幾種變壓器差動保護的比較 摘要：目前變壓器差動保護種類繁多，原理上各有特點，雖然都采用比率制動式原理，但算法不盡相同。在此介紹美國GE公司的T60變壓器保護、德國西門子7UT612微機差動保護和國內(nèi)四方公司 CSC-326C數(shù)字變壓器保護，從原理、性能、試驗等角度來對國外與國產(chǎn)變壓器差動保護進行分析比較。關(guān)鍵詞：差動保護 特性曲線 制動電流 1 前言變壓器是現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的主要電氣設(shè)備之一，發(fā)生故障時造成的影響很大，故繼電保護裝置動作準(zhǔn)確性是非常重要的，有利于提高電力系統(tǒng)的安全運行水平。差動保護是變壓器主保護之一，動作迅速、靈敏而且可靠。該保護從常規(guī)的繼電器保護發(fā)展到現(xiàn)在的微機保護，原理沒有多大改變，只是實現(xiàn)此保護的硬件平臺隨著電子技術(shù)的發(fā)展在不斷升級，使我們的日常操作維護更方便、更容易。各制造商在原有基礎(chǔ)上豐富自己的保護系統(tǒng)，增強保護功能。我對美國GE公司的T60變壓器保護、德國西門子7UT612微機差動保護和國內(nèi)四方公司 CSC-326C數(shù)字變壓器保護做以相應(yīng)的介紹。2 共同點2.1 基本原理相同 在差動保護中都引入了比率制動式差動繼電器，它除了以差動電流作為動作電流外，還引入了外部短路電流作為制動電流。當(dāng)外部短路電流增大時，制動電流也隨之增大，使繼電器的動作電流也相應(yīng)增大，從而有效地防止了變壓器區(qū)外故障發(fā)生時差動保護誤動作，制動特性曲線見圖1。圖1 差動制動特性曲線差動保護的制動特性曲線的精確性是決定保護裝置正確動作的關(guān)鍵，故制動特性曲線的測試是整套保護裝置的調(diào)試重點。2.2 CT接線方式相同傳統(tǒng)繼電器差動保護是通過差動CT的接線方式與變比大小不同來進行角度校正及電流補償?shù)?，而微機保護裝置的CT接線方式全為星型接法，然后通過軟件移相進行角差校正，通過平衡系數(shù)來進行電流大小補償，從而實現(xiàn)在正常運行時差流為零，而變壓器內(nèi)部故障時，差流很大，保護動作。諧波制動原理相同為了防止變壓器空載送電時的勵磁涌流的影響，采用二次諧波制動。另外為防止變壓器過激磁，采用五次諧波制動。諧波制動采用相間交叉閉鎖，以保證只要其中一相電流的二次諧波或五次諧波達到整定值，差動保護即被閉鎖。3 原理的差別3.1 比率制動曲線特性不同a. 西門子差動保護特性，見圖2。公式：差動電流 ；制動電流 此特性曲線的附加穩(wěn)定曲線的起點是根據(jù)所使用CT的飽和特性而定的，該曲線的延長線過原點，其斜率為整定的比率制動斜率的12。發(fā)生外部故障時，差流在該曲線以下，制動電流在曲線以右，正好滿足外部故障條件，從而可認(rèn)為是外部故障，因此閉鎖差動保護，即使CT飽和，差流在動作曲線以上裝置也不會誤動。在特性曲線測試時，各拐點比較準(zhǔn)確，試驗值與理論值誤差小。圖2 帶附加穩(wěn)定的比率制動特性b. GE公司的差動保護特性，見圖3。公式：差動電流 ；制動電流 此特性曲線也是根據(jù)CT變化特性而定的，在過渡段更接近CT變化特性，確保區(qū)內(nèi)故障的靈敏度，又保證區(qū)外故障嚴(yán)重穿越電流引起的CT飽和導(dǎo)致的大差動電流不誤動。Break1設(shè)置為低于由DC成分或殘余量引起CT飽和產(chǎn)生的電流，Break2設(shè)置為因AC成分造成的CT飽和的故障電流。斜率1和斜率2曲線都經(jīng)過原點。在特性曲線測試時，各拐點比較準(zhǔn)確，試驗值與理論值誤差小。圖3 帶過度自適應(yīng)的差動特性c. 四方公司CSC-326C差動特性，見圖4。公式：差動電流 ；制動電流 第一段和第三段曲線都是固定的，第二段曲線斜率范圍也只在0.20.7之間，斜率線不經(jīng)過原點，給我們調(diào)試計算帶來諸多不便。在特性曲線測試時，試驗值與理論值有一定的誤差。圖4 常規(guī)三段折線差動特性3.2 CT斷線閉鎖差動保護在我們國內(nèi)電力系統(tǒng)大多數(shù)都要求，在CT斷線的情況下，差動保護是不允許動作的，這就是所謂的CT斷線閉鎖差動保護功能。但國外產(chǎn)品沒有這項功能，雖然可以用內(nèi)部元件搭建邏輯，但也很繁瑣。4 實際應(yīng)用的差別4.1 調(diào)試操作的不同國外和國內(nèi)的保護裝置在面板上都有發(fā)光二極管（LED）和顯示屏（LCD），提供測量值、事件、故障和狀態(tài)指示，并可通過面板按鍵進行定值修改，但每家產(chǎn)品的操作方便靈活程度不一樣。a. 西門子保護裝置可通過前面板的串口RS232與個人電腦通訊，修改定值，查看實際值比較方便直觀；裝置面板上查看修改繁瑣。b. GE公司保護裝置可通過前面板的串口RS232與個人電腦通訊，修改定值，查看實際值比較方便直觀；裝置面板上查看修改較簡單。c. 國內(nèi)保護裝置不能與個人電腦通訊，修改定值查看實際值和故障只能在裝置面板上進行，保護功能的投入輸入的是二進制編碼。4.2 功能邏輯a. 西門子保護裝置保護邏輯功能復(fù)雜，對實際工況考慮的比較詳細(xì)，設(shè)置的條件比較多，如果在應(yīng)用上考慮不周就容易出現(xiàn)錯誤。b. GE公司的保護裝置保護邏輯與國內(nèi)的比較接近，組態(tài)較靈活。c. 國內(nèi)保護裝置的保護功能都是固化好的，不需再進行組態(tài)。5 價格和售后的差別 國外和國內(nèi)的產(chǎn)品價格差別還是很大的，可能要高出一倍到二倍的價格，并且補件、換件有周期性，這對于國產(chǎn)產(chǎn)品是有一定的優(yōu)勢的。6 結(jié)束語以上是在調(diào)試多家產(chǎn)品后總結(jié)出的，在原理特性、功能邏輯和操作應(yīng)用上做以比較，了解國內(nèi)國外產(chǎn)品的差別，選擇更可靠，更符合要求的保護