[摘要]從變壓器差動保護為功率差動這一本質特征,論述了微機變壓器差動保護的實現原理。并分析了變壓器差動保護功率差動原理缺陷帶來的應用問題及解決防范措施。從變壓器差動保護功率差動特性著手,提出了變壓器差動保護現場調試方法和技巧。
變壓器差動保護和電機、線路等元件差動保護不同,其差動保護不是基于基爾霍夫定律的電流差動,而是一種基于能量守恒定律的功率差動保護,其原理獨特性決定其現場應用也具有一定的特殊性和復雜性。
1. 變壓器差動保護的功率差動特性
變壓器是一個功率轉換元件,通過鐵芯磁鏈將電源側能量傳遞到負荷側,其一次、二次側電流與變比成反比,沒有直接可比性。但是變壓器遵守能量守恒定律,其一次、二次側功率近似相等。其差別僅在于包括勵磁無功損耗及鐵損、銅損等有功損耗的變壓器電源側損耗,對于電力變壓器正常運行時這些損耗均能控制在1%額定容量之內,只是受到沖擊時產生的勵磁涌流功率損耗往往達到額定容量的數倍之多。如果處理得當,以功率差動特性為基礎的變壓器差動保護仍能成為一種高靈敏度的快速主保護。
2. 現代微機變壓器功率差動保護的實現
現代微機型變壓器差動保護對變壓器各側CT變比和接線不再有特殊要求,只需用戶輸入變壓器的連接組別、各側額定電壓、各側CT變比等基本信息,其就能實現智能轉換。以110KV/35KV,YD5,31500KVA變壓器為例,其接線如圖一所示。
一次側繞組中:
A=L1,B=L2,C=L3
二次側繞組中:
L1’=b-a,L2’=c-b,L3’=a-c
所以:
L1’-L3’=b-a-a+c=-3a
a=1/3(L3’-L1’)
同理:
b=1/3(L1’-L2’)
c=1/3(L2’-L3’)
A繞組和a繞組在同一鐵芯柱上,通過共同磁鏈,完成能量交換。正常運行及外部故障時在忽略損耗的前提下:
AΧ(110KV/)=aΧ35KV
即:AΧ(110KV/)-aΧ35KV=0
A-aΧΧ(35KV/110KV)=0
當內部故障時,故障損耗功率功率類同變壓器損耗,且難以忽略,此時:
D=A-aΧΧ(35KV/110KV)≠0
此值由變壓器兩側電流經存儲于保護裝置對應整定參數的轉換規則轉換而來,做為差動量可構成反映變壓器內部故障的電流形式的功率差動保護。
3. 微機變壓器差動保護整定中的特殊問題
3.1 分接頭的影響
變壓器差動保護整定除考慮互感器變比誤差的影響外,還應考慮變壓器分接頭的影響。從上部分推導可知:
D=A-aΧΧ(35KV/110KV)
式中“35KV/110KV”等于變壓器變比的倒數,可見變壓器變比代表變壓器運行電壓參與差流計算。當變壓器非額定分接時,變壓器各側電壓仍按額定電壓整定就會造成D計算誤差。對于無載調壓變壓器,保護整定時可按實際分接整定,如+5%分接,變壓器額定電壓可整定為110KV/(35KV/1.05)或(110Χ1.05)KV/35KV。對于有載調壓變壓器,如±8Χ1.25分接,則取平均分接為2/(1/0.9+1/1.1)=0.99,變壓器額定電壓可整定為110KV/(35KV/0.99)或(110Χ0.99)KV/35KV,啟動值計算時另記入10%的變比誤差。
[$page] 3.2 勵磁涌流及過激磁電流的影響
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