電力變壓器差動保護誤動的原因及處理方法

2022-06-20 05:09:03 字數 3256 閱讀 1248

變壓器的差動保護,主要用來保護變壓器內部以及引出線和絕緣套管的相間短路,並且也可用來保護變壓器的匝間短路,保護區在變壓器兩側所裝電流互感器之間。

但是,在現場多次出現在變壓器差動保護範圍以外發生短路時,差動保護誤動作,導致事故範圍擴大,影響正常供電。

變壓器差動保護誤動作的原因及處理方法如下:

一、差動保護電流互感器二次接線錯誤

(一)常用的電流互感器二次接線

圖1-101 常用的電流互感器二次接線

圖1-101是工程上常用的一種接線方式。圖中ia、ib、ic及ia、ib、ic分別為變壓器高壓測及低壓側電流互感器三次繞組三相電流。

對圖l-101進行相量分析如下:

現假定變壓器高、低壓側電流均從其兩側電流互感器的極性端子兀流入,t1流入。t2流出。

在正常運**況下,先畫出ia、ib、i c相量如圖1-102(a)所示.根據圖1-101可得: ia1=ia-ib;i`b=ib-ic;i`c=ic-ia.

再作出i`a、i`b、i`c相量,如圖l-102(b)所示。由圖1-102(a)和圖1-102(b)可以看出i`a、i`b、i`c分別當變壓器組別為yn,dll時,變壓器低壓側電流相圖1-101常用的電流互感器二次接線位將超前高壓側電流相位30°,可作出c相量如圖l-102(c)所示。

由圖1-101可知,ia= ia`、ib= ib`、 ic= ic `,故圖 l-102(c)同樣也適用於 ia`、ib`和ic `。

在上面的分析中,是假定一次電流均從變壓器兩側電流互感器的t1流人、t2流出。如果變壓器高壓側電流互感器的一次電流是從t1流入、t2流出,而低壓側電流互感器一次電流從t2流入、t1流出。那麼圖1-101中的ia( ia`)、 ib(i`b)、 ic( i `c)將與圖l-102(c)中的相應相量反相。

如圖1--102(d)所示。此時對與i`a與i`a、、i`b與i`b、、i`c與i`c、 對與人分別反相,這樣便滿足了差動保護的要求。

圖1-102相量圖ia、ib、ic 相量圖;(b) i`a、i`b、i`c 相量圖;(c)ia、ib、ic 相量圖;(d)圖(c)中相量反相圖當變壓器高壓側電流互感器一次電流從t2流人、t1流出,而低壓側電流互感器一次電流從t1流入、t2流出時,按照上述分析,也可得出同樣的結論,即當變壓器內、外部短路時,均可滿足差動保護的要求。

圖1-102 相量圖

在實際工程中,變壓器高壓側電流互感器一次電流基本為又流t1、t2流出,而變壓器低壓側總屏隔板上所裝電流互感器上端為t1、下端為t2。這樣,變壓器低壓倒電流通道使為:主變壓器低壓側→母線橋→電流互感器下端為t2→電流互感器器上端t1→開關→主母線。

即低壓側電流互感器一次電流為t2流入、t1流出,與上述分析的條件相同。因此,採用圖1-101所示的接線方式能適用於此種情況。

若變壓器差動保護採用低壓側總屏內或母線橋上的其他電流互感器,且一次電流又從該電流互感器的t1流t2、t1流出(高壓側電流互感器一次電流仍為又流人、t1流出),則可採用如下兩個方法使電流互感器二次接線滿足要求(實際也就是在圖1-101的基礎上,將任一組電流互感器二次繞組電流反相)。

(1)將變壓器高壓倒電流互感器二次接線保持不變,而將低壓側電流互感器的二次統組a`、b`、c`連線成中性點,再分別從x`、y`、z`處引出低壓側差動臂(即將圖l-101中的a`與x`、b`與y`、c`與z`互換)。這樣也相當於將圖1-101中ia`、ib`、ic`分別反相180°,使之與圖1-102(d)相同,以滿足要求。

(2)保持變壓器低壓側電流互感器二次接線不變,將變壓器高壓倒電流互感器二次接線在囹 l--101的基礎上使 a與 x、b與 y、c與 z互換(也就是將 ia、ib、ic的方向在圖1--101的基礎上反相),並從x、y、z處分別引出高壓側三個差動臂,如圖1-103所示。

圖1-103 高壓側電流互感器端子互換後的二次接線

下面再通過相量分析來說明其正確性。

在正常執行時,作出ia、ib、ic的相量圖,如圖 1-104(b)所示。

從圖1-103得:i`a=ib-ia;i`b=ic-ib;i`c=ia-ic。作出i`a、i`b、i`c的相量圖如圖1-104(b)所示。

由圖l-104(a)和圖1-104(b)可以看出:i`a比ia、i`b比ib、i`c比ic分別滯後 150°。

根據變壓器 yn,dll接線組別的特點,作出i`a(ia)、 i`b(ib)、 ic`( ic)的相量圖如圖l-104(c)所示。

圖1-104 相量圖

比較圖l-1o4(b)和圖1-104(c)可知:i`a與i`a、i`b與i`b、i`c與ic恰好反相,從而滿足了要求。變壓器內、外部短路時,均可滿足差動保護要求。

依照以上分析,同樣可以得出:當變壓器高、低壓側電流互感器一次電流均從飛流人、又流出時,圖1--103所示的接線可以滿足要求。

綜上所述,可以得出如下結論:當變壓器高、低壓側電流互感器一次電流流向相對其各自極性端子t1、t2為相同時(即兩側均從t1流人、t2流出,或均從t2流人、t1流出),則可採用圖l-103所示的接線方式或上述方法(l)所述的接線方式。當變壓器高、低壓側電流互感器一次電流流向相對其各自極性端子t1、t2為相反時(即一側電流為飛流人、t1流出,而另一側為t2流人、t1流出),則可採用圖1-101所示的接線。

(二)常見的錯誤接線

圖1-105所示的接線是現場一種常見的錯誤接線。此種接線的特點是,變壓器高壓側電流互感器二次繞組a連z、b連正、。連y,並且高壓倒三個差動臂分別從a、b、c處引出。

在正常運**況下,假定變壓器高、低壓側電流互感器一次電流均從飛流入、t。流出,作出ia、ib、ic的相量圖如圖l-106(a)所示。

根據圖1-105可得,i`a=ia-ic;i`b=ib-ia;i`c=ic-ib.作出i`a、i`b、i`c的相量圖如圖 1-106(b)所示。由圖 1-106(a)和圖 1-106(b)可以看出,i`a比ia、i`b 比ib、i`c比i`c比ic分別滯後 30°

圖1-105 一種常見的錯誤接線

圖1-106 相量圖

根據變壓器 yn,dll接線組別的特點,作出i`a(ia)、 i`b(ib)、 ic`( ic)的相量圖如圖l--106(c)所示。比較圖1-106(b)和圖1-1o6(c)可知,i`a與i`a、i`b與i`c、i`c與i`c分別相差60°,故不管哪側電流互感器二次繞組倒相或極性接線變化均不能滿足要求。外部故障時,短路電流流向與正常負荷電流流向一致,差動迴路將流過很大的不平衡電流,使差別保護誤動作。

(三)處理方法

在現場進行差動保護電流互感器二次迴路接線時,首先必須核對變壓器高、低壓倒電流互感器一次電流流向相對其各自極性端子t1、t2是否相同,再核對設計圖紙決定採用哪種接線方式。著設計圖紙與現場實際不符,則根據上述分析原則確定接線方式,並修改倒計圖。接線完畢後,再仔細進行複查,避免接成圖1.

105的方式。

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電力變壓器差動保護誤動的原因及處

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