變壓器 分側(cè)差動保護的構成方式及應用特點

1、變壓器 分側(cè)差動保護的構成方式及應用特點【摘要】:本文針對常規(guī)的諧波制動原理構成變壓器差動保護回路存在的若干問題，依據(jù)可靠性較高的發(fā)電機型縱聯(lián)差動保護來保護變壓器這一概念，提出了變壓器分側(cè)差動保護的構成方式，對變壓器分側(cè)差動保護的原理和應用特點進行了事例分析。【關鍵詞】:變壓器分側(cè)差動保護構成方式應用特點1問題的提出按差動原理構成的繼電保護裝置具有動作速度快，靈敏度高，不受外部短路影響，不受系統(tǒng)振蕩影響等優(yōu)點。因而差動原理在構成繼電保護裝置上，得到了廣泛的應用。當差動原理用于保護變壓器時，需要解決在構成其他設備差動保護時，所未遇到的如下特殊問題。(1)必須采取措施，平衡被保護變壓器各側(cè)電流互感

2、器二次電流在數(shù)值和相位上的差異。(2)必須采取措施，防止在變壓器空載投入或短路切除后電壓恢復時，產(chǎn)生的勵磁涌流引起差動保護誤動作。(3)在變壓器裝有調(diào)壓設備的情況下，變壓器的變比經(jīng)常變化，差動保護也必須適應于這種情況。(4)差動保護還應采取措施，防止在變壓器過勵磁情況下誤動作。針對上述四點，在變壓器差動保護的接線設計中和差動裝置的內(nèi)部構成上，采取了相應的措施，來防止差動保護在各種預想情況下誤動作。這就不可避免地導致變壓器差動保護的復雜化，其結果降低了差動保護的可靠性。大量的統(tǒng)計資料表明，變壓器差動保護的正確動作率低于其他設備(如發(fā)電機)差動保護的正確動作率。根據(jù)近年來繼電保護動作情況的統(tǒng)計資料

3、表明，變壓器差動保護的平均正確動作率只有60%，而發(fā)電機差動保護的平均正確動作率高于90%。在近代變壓器差動保護中，廣泛采用了諧波制動原理來防止在變壓器出線勵磁涌流時，差動繼電器誤動作。由于大量采用電力電容器作為無功功率補償裝置以及高壓電力電纜線路的增加，使得在變壓器內(nèi)部短路時，短路電流中的諧波分量增加。當短路電流中的諧波分量進入差動回路時，如不采取措施，諧波制動的差動繼電器有延遲動作或拒動的危險。所以，在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，特別是220kv以上系統(tǒng)中，對變壓器差動保護提出了更高的要求，迫切需要研制出性能更加完善的變壓器差動保護。2分側(cè)差動保護的構成方式及應用特點分側(cè)差動保護，就是從改變變壓器差動

4、保護的構成方式上，來解決變壓器差動保護存在的若干問題，其接線如圖一所示。變壓器分側(cè)差動保護方案的出發(fā)點，就是把多繞組變壓器的各側(cè)繞組及其引線，分別看作是一個獨立的單元，如同發(fā)電機的定子繞組及引線一樣。對變壓器的各側(cè)繞組和引線分別采用縱聯(lián)差動保護。這樣就可以用接線簡單、可靠性較高的發(fā)電機型縱聯(lián)差動保護來保護變壓器，這一新的概念可以解決在設計變壓器差動保護時，所遇到的若干問題。顯然，分側(cè)差動保護具有以下特點。(1)因為不論來自變壓器哪一側(cè)的勵磁涌流，都要流過該側(cè)差動保護的兩組電流互感器，并得到平衡，而不會流到差回路。所以，分側(cè)差動保護可不考慮勵磁涌流的影響。(2)在變壓器過勵磁時，過勵磁電流只存在

5、于變壓器的某一側(cè)，在該側(cè)的差動回路中也是平衡的。所以，可以不考慮過勵磁引起差動保護誤動作的問題。(3)各側(cè)差動保護在該側(cè)內(nèi)達到電流平衡。當由于變壓器調(diào)壓而引起各側(cè)之間的電流變化時，不會有不平衡電流流入差回路，因而可以不考慮變壓器調(diào)壓的影響。各側(cè)差動保護的電流互感器二次側(cè)可以采用星形接線，能提高對變壓器繞組及引線單相接地短路故障的靈敏度。當被保護的繞組中性點直接接地時，保護的靈敏度與繞組的接地點位置無關，保護區(qū)間為繞組的100%。圖二示出了在變壓器繞組中性點直接接地電流的標么值;橫坐標為故障點離開中性點的距離百分數(shù)a(n點為0，a點為100%)。不難看出，在繞組上任何一點短路時，都可以保證足夠的

6、靈敏度。在500kv電力變壓器的高壓側(cè)中性點接有調(diào)壓變壓器的情況下，該側(cè)的分側(cè)差動保護對調(diào)壓繞組的接地故障有較高的靈敏度，可使調(diào)壓變壓器的保護適當簡化。(1)由于采用了接線簡單，正確動作率高的發(fā)電機型縱聯(lián)差動保護，而提高了差動保護的可靠性。另外，由于差動回路的計算不平衡電流小，保護的動作電流可以整定的較低(可低于變壓器額定電流的20%)。因而擴大了對變壓器繞組接地及相同故障的保護范圍。(2)分側(cè)差動保護中不反應繞組不接地的匝間短路故障。某些型號的變壓器型差動保護，在理論上可以反應匝間的短路故障，但由于保護的動作值比較高，匝間短路時反應到繞組端的電流變化比較小，并且和短路匝數(shù)的多少、短路匝的位置、短路回路的阻抗等多種因素有關。所以，縱聯(lián)差動保護對匝間短路故障的靈敏度很難定量計算，難以確定對多少匝、在什么位置的匝間短路，有多大的靈敏度。實踐證明，保護變壓器的匝間短路，主要還是靠瓦斯保護。分側(cè)差動保護也可以用來保護自耦變壓器，其接線方式如圖三。此時高、中壓側(cè)的分側(cè)差動保護可用一套差動繼電器。3結束語采用分側(cè)差動保護要求在變壓器的每側(cè)繞組的兩端都裝設電流互感器，這對于500kv