微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)實(shí)驗(yàn)方法(共7頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的方法探討 摘 要 本文詳細(xì)分析了微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)的原理、動(dòng)作方程、制動(dòng)特征及相關(guān)參數(shù)的計(jì)算；并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢修效驗(yàn)實(shí)例，詳細(xì)介紹了微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)的效驗(yàn)方法，深入探討了差動(dòng)保護(hù)制動(dòng)曲線的制作及相關(guān)參數(shù)的驗(yàn)證方法。關(guān)鍵詞 微機(jī)型差動(dòng)保護(hù)；動(dòng)作原理；制動(dòng)曲線；效驗(yàn)方法1 差動(dòng)保護(hù)概述1.1 差動(dòng)保護(hù)是反映變壓器繞組和套管引出線上的相間故障，大電流接地系統(tǒng)側(cè)的繞組和引出線的單相接地短路及繞組間短路的變壓器保護(hù)。大型變壓器差動(dòng)保護(hù)，為具有比率制動(dòng)特征的分相差動(dòng)保護(hù)。在每套保護(hù)中，有的提供A、C兩相差動(dòng)保護(hù)，有的提供A、B、C三相差動(dòng)元件。采用

2、那種方式，要由變壓器的TA個(gè)數(shù)來(lái)決定。一般在2000KW及以上的變壓器保護(hù)要裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)。1.2差動(dòng)保護(hù)的特點(diǎn)：定值較小，動(dòng)作可靠，是變壓器相間短路的主保護(hù)。對(duì)各種相間短路反應(yīng)靈敏。差動(dòng)保護(hù)對(duì)電機(jī)的匝間短路沒(méi)有保護(hù)作用，因?yàn)殡姍C(jī)一相匝間短路時(shí)，沒(méi)有差流產(chǎn)生；而對(duì)于變壓器，當(dāng)一相匝間短路，在該相的差動(dòng)元件中會(huì)有差流產(chǎn)生，所以，縱差保護(hù)還具有保護(hù)變壓器匝間短路故障的功能。1.3變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的接線原理為了構(gòu)成變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)，在變壓器各側(cè)分別裝設(shè)電流互感器，每側(cè)電流互感器一次回路的正極性均置于靠近母線一側(cè)，二次回路的同極性端子用輔助導(dǎo)線相連接，差動(dòng)元件的電流回路連接在電流互感器二次回路的兩個(gè)

3、臂上。圖1 變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的接線原理1.4 差動(dòng)元件比率制動(dòng)的工作原理變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流隨外部短路時(shí)一次側(cè)的穿越性短路電流的增大而增大，因此利用穿越電流來(lái)產(chǎn)生制動(dòng)作用，使穿越電流大時(shí)產(chǎn)生的制動(dòng)作用也大，繼電器的動(dòng)作電流也隨之增大，穿越電流小時(shí)，產(chǎn)生的制動(dòng)電流小，繼電器的動(dòng)作電流隨之減小，穿越電流所起的制動(dòng)作用稱之為比率制動(dòng)。圖2 差動(dòng)元件的邏輯框圖在上面的邏輯框圖中，變壓器兩側(cè)電流互感器的電流經(jīng)過(guò)加法器和整流回路后形成比率制動(dòng)電流Izd 在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)其大小正比于一次側(cè)流過(guò)的電流，可以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)作用。由于這種制動(dòng)作用與穿越電流的大小成正比，因而差動(dòng)元件的起動(dòng)電流隨制動(dòng)電流

4、的增大而自動(dòng)增加，兩者之比稱為差動(dòng)元件的制動(dòng)系數(shù)。1.5 變壓器分相差動(dòng)保護(hù)消除不平衡電流的方法。1.5.1我們知道，當(dāng)變壓器正常運(yùn)行及外部故障時(shí)，Y、d接線的變壓器兩側(cè)電流的大小和相位均不相同，其差動(dòng)二次電流的大小和相位亦不相同，為確保變壓器正常運(yùn)行及區(qū)外故障時(shí)縱差保護(hù)不誤動(dòng)，需要解決以下問(wèn)題：（1）使流入同一差動(dòng)保護(hù)元件各側(cè)的電流相位相反；（2）使流入同一差動(dòng)元件各側(cè)電流產(chǎn)生的作用或安匝數(shù)相同；（3）當(dāng)變壓器大接地系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生接地故障時(shí)沒(méi)有零序電流流入各項(xiàng)差動(dòng)元件。1.5.2這些問(wèn)題，微機(jī)保護(hù)裝置中的解決方法是（1）為使是流入同一差動(dòng)元件各側(cè)電流相位相同后相反。在微機(jī)型保護(hù)裝置，即可以采

5、用改變差動(dòng)TA二次接線方式移相，也可以由軟件計(jì)算進(jìn)行移。微機(jī)型保護(hù)中的軟件計(jì)算移相法，是由計(jì)算機(jī)軟件將某項(xiàng)差動(dòng)元件某側(cè)的電流移一個(gè)角度，從而達(dá)到差動(dòng)元件兩側(cè)電流的相位相反或相同的目的。目前，在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的變壓器微機(jī)保護(hù)裝置中，通過(guò)軟件對(duì)電流進(jìn)行移相的方法有兩種，一種是將變壓器高壓側(cè)電流差動(dòng)TA二次電流進(jìn)行移相，一種是將變壓器低壓側(cè)電流差動(dòng)TA二次電流移相。（2）使差動(dòng)元件兩側(cè)大小不同的電流產(chǎn)生等效作用或使其安匝數(shù)相同。在微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)中，采用引入計(jì)算平衡系數(shù)的方法，使差動(dòng)保護(hù)元件兩側(cè)不同的電流產(chǎn)生的作用相同。（3）消除高壓側(cè)網(wǎng)絡(luò)中接地故障時(shí)產(chǎn)生的差流（即零序電流）變壓器中心點(diǎn)接地運(yùn)行時(shí)，當(dāng)

6、大電流系統(tǒng)測(cè)（在差動(dòng)保護(hù)區(qū)外）發(fā)生接地故障時(shí)，將有零序電流流過(guò)變壓器。此時(shí)，為使差動(dòng)保護(hù)不誤動(dòng)，應(yīng)使零序電流不流入差動(dòng)元件或?qū)Σ顒?dòng)元件不產(chǎn)生作用。當(dāng)利用改變差動(dòng)TA二次接線方式移相或在差動(dòng)元件高壓側(cè)移相的差動(dòng)保護(hù)，不需要再采取其他消除零序電流的方法。這時(shí)因?yàn)閷⒉顒?dòng)TA二次接成形或分別依次將TA二次兩相電流之差通入各項(xiàng)差動(dòng)元件，就已經(jīng)慮濾去了零序電流。1.5.3縱差保護(hù)平衡系數(shù)的計(jì)算縱差保護(hù)兩側(cè)之間的平衡系數(shù)也可叫折算系數(shù)，其物理意義是：將有兩側(cè)流入各項(xiàng)差動(dòng)元件的兩個(gè)不同電流（其值分別等于額定工況下有變壓器兩側(cè)進(jìn)入差動(dòng)元件的電流）中的一個(gè)，乘以一個(gè)系數(shù)后變成另外一個(gè)作用相等的電流。通常將這個(gè)系數(shù)

7、稱之為折算系數(shù)，而將乘以系數(shù)的一側(cè)叫折算側(cè)，另一側(cè)稱之為基準(zhǔn)側(cè)。它是縱差保護(hù)的重要的物理量之一，只有對(duì)其進(jìn)行正確的整定，才能使差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作可靠。下面，分別對(duì)平衡系數(shù)的整定進(jìn)行說(shuō)明。例：設(shè)變壓器的容量為Sn，接線為Y，d11，兩側(cè)額定電壓為U1、U2，；兩側(cè)TA變比為n1及n2；高壓側(cè)軟件移相，且以高壓側(cè)為基種側(cè)，計(jì)算兩側(cè)之間的平衡系數(shù)。由于軟件在高壓側(cè)移相，則變壓器高壓側(cè)流入每個(gè)差動(dòng)元件的電流分別相當(dāng)于兩電流之差，則，變壓器低壓側(cè)流入每個(gè)差動(dòng)元件的電流為：，由于以高壓側(cè)為基準(zhǔn)側(cè)，設(shè)兩側(cè)之間的平衡系數(shù)為K，則即。由上式可以看出，差動(dòng)保護(hù)兩側(cè)之間的平衡系數(shù)與變壓器兩側(cè)的電壓有關(guān)，與兩側(cè)差動(dòng)TA的變

8、比有關(guān)。1.6變壓器差動(dòng)保護(hù)的通用動(dòng)作方程為 式中： Izd 制動(dòng)電流Icd 差動(dòng)電流Idz0 無(wú)制動(dòng)時(shí)差電流的最小動(dòng)作電流（拐點(diǎn)差電流）K制動(dòng)曲線斜率Izd0拐點(diǎn)電流 1.7變壓器分相比率差動(dòng)保護(hù)相關(guān)數(shù)值的計(jì)算公式 變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置分相采集變壓器高壓側(cè)及低壓側(cè)電流，并根據(jù)變壓器的相關(guān)參數(shù)，計(jì)算出差動(dòng)電流和制動(dòng)電流，再判斷是否動(dòng)作。當(dāng)變壓器接線為D - Y11時(shí)的計(jì)算公式如下： 1.8變壓器比率差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特征（如下）： 圖3 制動(dòng)曲線2差動(dòng)保護(hù)裝置的效驗(yàn)驗(yàn)方法（保護(hù)裝置為東大金智公司生產(chǎn)的變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置）以某某變電站為例，變壓器容量3000KVA，高壓側(cè)額定電壓6.3KV，低壓側(cè)額定電

9、壓0.4KV，高壓側(cè)CT變比100/5，低壓側(cè)CT變比1500/5；接線方式為 D - Y11，設(shè)定值：Idzo=1.2；K=0.5。計(jì)算額定電流的公式： 由上式可得，低壓側(cè)額定電流：ILE=3.44A；高壓側(cè)額定電流：IHE=13.75A。本文中保護(hù)裝置的拐點(diǎn)電流自動(dòng)設(shè)定為0.5=6.87，所以拐點(diǎn)坐標(biāo)為（6.87，1.2）。2.1輸入定值。為了實(shí)驗(yàn)方便，可以將保護(hù)裝置內(nèi)變壓器高低壓側(cè)的電壓設(shè)為一致，即將變壓器認(rèn)為是等壓變壓器；將高低壓側(cè)CT的變比設(shè)為一致。2.2最小動(dòng)作電流（Idz0）的檢驗(yàn)法：具有比例制動(dòng)特征的差動(dòng)保護(hù)無(wú)制動(dòng)時(shí)的動(dòng)作電流，通常叫差動(dòng)保護(hù)的啟動(dòng)電流，有時(shí)也叫初始動(dòng)作電流或較

10、小動(dòng)作電流。它是標(biāo)征差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性及動(dòng)作靈敏性的重要物理量及整定值之一。用保護(hù)效驗(yàn)儀器給保護(hù)裝置的高壓側(cè)A相或B相或C相加入單項(xiàng)電流，做出的動(dòng)作值，即為差動(dòng)保護(hù)的最小動(dòng)作電流，同時(shí)，保護(hù)裝置也顯示“比率差動(dòng)動(dòng)作”。次試驗(yàn)做2至3次。2.3比率制動(dòng)曲線數(shù)據(jù)的采集方法：由變壓器鐘點(diǎn)數(shù)為DYN11的計(jì)算公式知：在A相高低壓側(cè)加電流時(shí)，B相也產(chǎn)生差流和制動(dòng)電流。在B相高低壓側(cè)加電流時(shí)，C相也產(chǎn)生差流和制動(dòng)電流。在C相高低壓側(cè)加電流時(shí)，A相也產(chǎn)生差流和制動(dòng)電流。在本次試驗(yàn)中，我們給裝置的A相高低壓測(cè)同時(shí)加電流，（為了防止B相差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，可用儀器給B相低壓側(cè)加一個(gè)和A相低壓側(cè)電流大小及方向一致的電流。

11、此時(shí)，B相差電流即為零）。要求此電流大于設(shè)置的拐點(diǎn)電流，然后讓高壓側(cè)電流逐步升高，記錄各項(xiàng)動(dòng)作值，最少作四次以上。本次試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下 ：試 驗(yàn)次 數(shù)高壓側(cè)輸入及顯示電流IA（A）保護(hù)低壓側(cè)輸入電流ILa（A）保護(hù)顯示的低壓側(cè)電流Ia（A）差動(dòng)電流ICD（A）制動(dòng)電流IZD（A）15.81984.6161.205.2227.25910.56.0591.206.6637.58116.3421.236.9749.518137.5062.018.51510.477148.0832.409.28612.416169.2383.1810.83714.3551810.3933.9612.37816.25

12、42011.5474.7113.90說(shuō)明：由于變壓器為D - Y11接線，所以給用儀器給保護(hù)裝置加電流時(shí)，保護(hù)裝置高壓側(cè)顯示電流和儀器所加電流一致，而儀器給保護(hù)裝置低壓側(cè)所加電流是保護(hù)裝置顯示電流的倍。（當(dāng)保護(hù)裝置內(nèi)計(jì)算的平衡系數(shù)為0.577 時(shí)）。2.4根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制動(dòng)曲線選擇制動(dòng)電流小于拐點(diǎn)電流的兩個(gè)點(diǎn)（5.22，1.2），（6.22，1.2）即可作出水平直線，選擇制動(dòng)電流大于拐點(diǎn)電流的三個(gè)點(diǎn)（2.01，8.51），（3.18，10.83），（4.71，13.90），即可作出一條完整的斜直線，兩條直線的交點(diǎn)即拐點(diǎn)，大約為（1.2，6.89） 圖4 根據(jù)試驗(yàn)所得制動(dòng)特性曲線2.5比率制動(dòng)系

13、數(shù)的驗(yàn)證方法：差動(dòng)保護(hù)比率制動(dòng)試驗(yàn)每?jī)纱蔚膭?dòng)作電流之差除以兩次的制動(dòng)電流之差，即為制動(dòng)系數(shù)。此次試驗(yàn)，可以用以上數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)：既K（2.40-2.01）（9.28-8.51）=0.506或K（3.96-3.18）(12.37-10.83)=0.506結(jié)論：經(jīng)過(guò)兩次計(jì)算：與定值0.5基本一致。2.6拐點(diǎn)的驗(yàn)證方法：目前，變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置的拐點(diǎn)定值設(shè)定基本是。本文涉及的保護(hù)裝置拐點(diǎn)定值是，經(jīng)計(jì)算為6.87A。驗(yàn)證方法一：通過(guò)做出比例制動(dòng)曲線的方法進(jìn)行驗(yàn)證。從上圖中可以看出，最小動(dòng)作電流對(duì)應(yīng)的制動(dòng)電流（及拐點(diǎn)電流）為 6.89A，與拐點(diǎn)定值6.87A基本相同。驗(yàn)證方法二：由公式得出，將上表中第五組數(shù)據(jù)帶入此式：求得驗(yàn)證方法三：在A相、或B相或C相的高低壓側(cè)同時(shí)加相同的電流，要求大約為制動(dòng)電流的0.8倍左右，然后逐步升高高壓側(cè)電流，記錄各項(xiàng)動(dòng)作值，最少四次，找出與最小動(dòng)作電流對(duì)應(yīng)的制動(dòng)值，即為拐點(diǎn)電流。需要說(shuō)明的是，拐點(diǎn)電流雖然是一個(gè)定值，但它的動(dòng)作值不象速斷等保護(hù)定值那樣精確，它有一個(gè)很小的動(dòng)作范圍，當(dāng)保護(hù)電流與拐點(diǎn)坐標(biāo)值相差很小時(shí)