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电力变压器差动保护误动的原因及处理方法

作者:深圳水电安装 来源:转载 日期:2012-2-6 21:34:32 人气: 标签:电力变压器 电力 变压器
导读:变压器的差动保护,主要用来保护变压器内部以及引出线和绝缘套管的相间短路,并且也可用来保护变压器的匝间短路,保护区在变压器两侧所装电流互感器之间。但是,在现场多次出现在变压器差动保护范围以外发生短路时,…

差动保护电流回路断线引起误动

(一)断线特征

变压器差动电流回路接线如图l-109所示,变压器各侧一、二次电流示于图中。下面根据各种断线情况对断线特征进行分析。

l.K1(K2、K3)处断线

此时 I`by=0,=0

Iay=I`cy-I`by=0

Iby=I`by-I`cy=-I`cy

Icy=I`cy-I`ay


图1-109 变压器差动电流回路接线图

流入差动保护中的负序电流(以A相电流为例)为

Ia2=(Iay+aaIby+aIcy)/3

=(I`ay-aaI`cy+aI`cy-aI`ay)/3

式中 a__运算符,a=ej120°,aa= ej120.不同。

其相量图如图1-110所示。负序电流值为|Ia2|=|Icy|/3=Ixy/3

式中 Ixy__星形绕组侧电流互感器二次未断线时的线电流。


图1-110 K1处断线相量图 图1-111 K4处断线

2.K4(K5、K6)处断线

此时 Iay=0

I`ay=0

Iby=I`by-I`cy=I`ay-I`cy

Icy=I`cy-I`ay=-Iby

流入差动保护中负序电流(以 A相为例)为

Iaz=(Iay+aaIby+aIcy)/3

=(aaIby-aIby)/3

=(aa-a)Iby/3

其相量图如图1-111所示,图中I`ay较正常时滞后60°,I`by较正常时超前60°,因此时 A、B相电流互感器较正常时负担重得多,故马、I。,较正常时小,其大小用X·I`p表示 (I`p为相电流,0<1,X随负荷电流增大而增大)。< P>

负序电流值为

|IB2|=√3|Iby|/3

=(l+ X )|Ixy|/3

3.K7(K8、 K9)处断线

此时Iad=0,Ibd、Icd为正常值。流入差动保护中的负序电流(以A相为例)为

Ia2=(Iad十aaIbd十aIcd)/3

负序电流值为

|Ia2|=Ixd/3

其值为相(线)电流的1/3。

由上述分析可知,变压器差动电流回路任何一侧的任何一处发生断线时,该侧的三相 电流均会发生不平衡,即会产生负序电流。

(二)防止措施

由于在正常情况下,系统无(或很小)负序和零序分量,变压器差动电流口路只有很小的平衡电流,其值不足以使保护动作。而当系统中有关元件故障时,系统会出现负序或零序分量(其分量类型及大小随故障类型及远近不同而不同)。根据这些特点,提出阶防止措施如下: 1.变压器差动电流回路断线误动闭锁

用复合电压元件的常开接点闭锁差动起动出口的回路,这样,在变压器无故障的情况下,着其基动电流囫路断线,即使差动元件动作,但因复合电压闭锁元件不动,也不会使差动起动出口回路接通,从而保证了电流国路断线时差动不误动。

2.电流回路断线监测

根据差动电流回路断线后产生负序电流的特点,采用负序电流继电器对断线进行监测,并用其常开接点起动中央信号台警,对电流国路断线进行相应处理。 对差动电流回路断线的监测也可用基动元件本身的接点起动中央信号,因为差动电流,回路断线后差动元件将会动作。
自耦交流器升流补偿作用引起误动

(一)原因;

为平衡电流互感器二次电流接人的自耦变流器,若升流效果差,起不到升流补偿作用。会造成流入差动继电器中的三例二次电流不平衡,从而引起差动保护误动。例如,某台容量为 8000/8000/8000(kVA)、额定电压力 110/35/6.3kV的主变压器,选用二次偕波制动带比率制动接线的差动保护。差动继电器为LCD一5A型。由于在35kV测装设的自耦交流器降流效果好、升流效果差,起不到升流补偿作用,造成差动保护误动作。

(二)处理方法

1.采用降流补偿

针对自耦交流器升流效果差、降流效果好的特点,可采取取消35kV例自耦交流器,在主变压器的110、6.3kV例分别各装设一级自耦交流器,作为降流补偿措施。上述主变压器,作此改进后,一直未发生误动作现象。

2.注意主变压器差动保护设计造型

(l)对三统组变压器,宜在三测装设自耦交流骼,以方便现场改接线。

(2)对双绕组变压器,自耦交流器立设备在二次电流较大的一侧。

(3)签定计算时,应选用自耦交流器降流补偿方式进行。 差动继电器元件误动引起的差动保护误动

(一)瞬前元件误动作

整流型变压器差动继电器由瞬动元件和基动元件两部分组成。当发生短路故障时,为了避免在大电流情况下,电流互感器炮和所产生的高次谐波起误制动作用,故设置瞬动元 件,在短路电流达到4~10倍额定电流时,能快速动作跳闸。

若差动保护瞬动元件能躲过外部短路故障时的穿越电流,则不应该误动作。否则应检 查差动元件是否误动作。

(二)差劲元件误动作

差动元件包括基动工作回路,谐波制动回路,比率制动回路和直流比较回路。差动工作回路对二次谐波进行抑制,作为工作量;谐波制动回路对基波进行抑制,作为制动量,以实现高农谐波制动,避免变压器空载投入时因励孩源流而误动作。比率制动回路便继电器具有如因1-112所示的特性曲线,斜率可在0.15~0. 6范围内调整,以保证在内部故障电流较小时,有较高的灵敏度,尽量降低差动电流动作值,使匝间短路也能可靠地动作;而在外部故障时,能躲过不平衡电流,便继电器不误动作。

现场运行经验表明。比率制动囫路只作保护内部故障时,有较高的灵敏度,而不能躲开外部故障时的不平衡电流,所以要误动作。

图1-112制动特性曲线

(l)、(2)、(3)、(4)分别表示甲、乙、丙、丁站的动作电流。

(三)改进措施

1.调整瞬动元件

瞬动元件的动作电流,应按变压器额定电流的4~10信进行选择,避免误动范围扩大。

2.调整比率制动回路

对无制动区的动作电流可适当增大。如某电业局将无制动区动作电流Id由1.5A调整为2A如图1-112所示。防止差动保护误动作。

由于无制动区动作电流提高。制动区增大,动作区减小,灵敏度降低了。如图1-112可将比率制动系数K。由0.5调整到0.3,尽量降低差动保护动作电流,减小制动区,扩大动作区,以提高其灵敏度。

除上述外,二次回路阻抗差别大,电流互感器特性不良、误差太大、二次负担过重,继电器调试质量不良、误碰、误整定、误操作等均可能引起差动保护误动作。对不同情况,应采用不同的处理方法或措施。

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