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淺談關于變壓(yā)器(qì)的差動保(bǎo)護

返回打(dǎ)印來(lái)源：儀天成電力(lì) 時間：2017/12/07 閱讀：次

一、引言
　　　　變壓(yā)器差(chà)動保護是變壓(yā)器的主保護，一(yī)般采用的是帶(dài)制動(dòng)特(tè)性的比(bǐ)率差動保護，因(yīn)其所具(jù)有的區(qū)内故(gù)障可靠動(dòng)作，區(qū)外故(gù)障可靠閉鎖(suǒ)的特點使其在系(xì)統内(nèi)得到(dào)了廣泛的運用(yòng)。其中有(yǒu)許(xǔ)多文獻[1][2]都對上叙二種故障情(qíng)況做(zuò)出了詳盡(jìn)的分析，但是從(cóng)現場工程實際來看，當(dāng)變壓器發生區外短路(lù)故障時，電流互(hù)感器(qì)負(fù)荷箱是檢驗(yàn)電流互感(gǎn)器時，專門(mén)提供的各種(zhǒng)有效負(fù)載，是全自(zì)動互(hù)感器(qì)校驗台及(jí)現場互感(gǎn)器誤(wù)差測試的(de)理想(xiǎng)配套産(chǎn)品。由于(yú)變壓器本(běn)身流(liú)過巨大的短路(lù)電流(liú)而對其(qí)本體的絕(jué)緣和性(xìng)能造(zào)成了破壞(huài)，同時伴随着變(biàn)壓器内部發生(shēng)匝間短路(lù)故障的情(qíng)況也時常(cháng)發生(shēng)，這就要求(qiú)差動保(bǎo)護(hù)在這(zhè)種情況下也能夠可(kě)靠動作而不被誤(wù)閉(bì)鎖，這(zhè)就對差(chà)動保護(hù)提出了(le)更高的(de)要求。本文就從(cóng)上叙工(gōng)程現場出現(xiàn)的(de)問題出(chū)發，對這種情況進行重點(diǎn)分析(xī)。
　　　　二、加強主保護(hù)，應使(shǐ)差動保護(hù)更完善和簡化(huà)整定計(jì)算
　　　　加強(qiáng)主保(bǎo)護的(de)目的，是(shì)為了簡化後(hòu)備保護，使(shǐ)變壓(yā)器發生故障能(néng)夠瞬時(shí)切除故障。目前220kv及(jí)以上(shàng)電(diàn)壓等級的變(biàn)壓器縱(zòng)聯(lián)差動(dòng)保護雙(shuāng)重(zhòng)化，這是加(jiā)強主保護(hù)的必要措(cuò)施。差(chà)動保(bǎo)護應在安(ān)全可靠的基礎上使之(zhī)完(wán)善。
　　在(zài)簡化整定(dìng)計算方面，差動保護(hù)應多設置自動(dòng)的輔助定值和固定的輸入定值，使用(yòng)戶需要(yào)整定(dìng)的保(bǎo)護定值減(jiǎn)少，以發揮(huī)微機型(xíng)繼(jì)電保(bǎo)護裝置(zhì)的優越(yuè)性。不需(xū)要系統參數(shù)，不需要校(xiào)核靈敏(mǐn)度，可以根據(jù)變壓(yā)器(qì)的(de)參數(shù)獨立(lì)完成(chéng)保護的整定，整(zhěng)定方法簡單清(qīng)晰。
　　　　三、差動保護(hù)用的電流互感(gǎn)器的(de)基本(běn)要求
　　　　差動保(bǎo)護用的(de)電流(liú)互(hù)感(gǎn)器需(xū)要滿足兩個條(tiáo)件，其(qí)一是穩态(tài)誤差必須(xū)控制(zhì)在10%誤差(chà)範圍之(zhī)内，因(yīn)為整定計(jì)算中(zhōng)采用的不(bú)平衡穩态電流(liú)是按10%誤差條件(jiàn)計算。其(qí)二是暫态誤(wù)差(chà)，影響電(diàn)流互(hù)感器(qì)暫态特性(xìng)的參數主要有：短路(lù)電流(liú)及其(qí)非周期分(fèn)量，一(yī)次回路時(shí)間常(cháng)數，電流互(hù)感器工作(zuò)循環(huán)及經(jīng)曆時間，二(èr)次回(huí)路(lù)時間常數等。電(diàn)流互感器剩(shèng)磁(cí)對(duì)于飽(bǎo)和影(yǐng)響(xiǎng)很(hěn)大(dà)，當剩磁與短路電(diàn)流暫态(tài)分量引起的磁通極性相同時，加重二(èr)次電流的(de)畸(jī)變(biàn)，因此電流(liú)互感(gǎn)器鐵(tiě)心中存在(zài)剩磁(cí)，則(zé)電流互(hù)感器(qì)可能(néng)在一(yī)次電流遠低于(yú)正常飽和值即過早飽和。差動(dòng)保護的暫态不(bú)平衡(héng)電(diàn)流比穩(wěn)态時大得多，僅(jǐn)在整(zhěng)定計算時(shí)将穩态(tài)不(bú)平衡電流(liú)增(zēng)大二倍(bèi)是(shì)不夠(gòu)安全的。采取(qǔ)抗飽(bǎo)和的(de)辦法是使(shǐ)用帶(dài)有氣隙(xì)的tpy級電(diàn)流互感器(qì)。但是(shì)差動保護廣泛(fàn)使用的是p級電(diàn)流互感器，對p級(jí)電流互感(gǎn)器規(guī)定允(yǔn)許穩态誤(wù)差不超過10%，暫态(tài)誤差必然要超(chāo)過穩态誤差，在(zài)實用(yòng)上(shàng)可在按(àn)穩态(tài)誤差選出(chū)的(de)技術規範基(jī)礎上通(tōng)過(guò)“增密(mì)”以限(xiàn)制暫态誤(wù)差。
　　采用增密的(de)方法(fǎ)有以下幾(jǐ)種(zhǒng)[2]：（1）将準确(què)限值系數增大二倍(bèi)（允許短路(lù)電流(liú)為額定(dìng)電流的(de)倍數(shù)）；（2）将二次額定負(fù)擔增(zēng)大一(yī)倍；（3）增大二(èr)次電纜截面使二次回路的總電阻(zǔ)減半(bàn)；（4）改用5p級電(diàn)流互感器(qì)（複合誤差由10%降為(wéi)5%）。
　　目(mù)前110kv及以下(xià)電壓等級均(jun1)采用p級(jí)電流互感器，220kv變壓器亦(yì)采用p級(jí)電流(liú)互感(gǎn)器或(huò)5p級、pr級（剩磁(cí)系數小于10%）電(diàn)流(liú)互感(gǎn)器，因(yīn)此差(chà)動保護(hù)需要采取抗(kàng)電流(liú)互(hù)感(gǎn)器飽(bǎo)和的(de)措施(shī)。500kv變壓(yā)器在500kv側、220kv側均用(yòng)tpy級電流互感器，對于600mw大(dà)型發電(diàn)機變(biàn)壓(yā)器(qì)組保(bǎo)護，500kv側(cè)均采(cǎi)用tpy級(jí)電流互(hù)感器，在(zài)發電(diàn)機側已有(yǒu)tpy級電流互(hù)感器(qì)可選(xuǎn)用。
四、度和(hé)快速性差動保(bǎo)護的高靈敏的(de)前提是安(ān)全、可(kě)靠(kào)　　
　　差動(dòng)保護應(yīng)具有(yǒu)高(gāo)靈(líng)敏度(dù)和快速性，輕微(wēi)匝間短路能快速跳閘，但是提(tí)高靈敏度和快速性必須建立在安(ān)全、可靠的基礎上(shàng)。運(yùn)行實(shí)踐說(shuō)明(míng)：使用較低的起(qǐ)動電流(liú)值在(zài)區外(wài)故(gù)障或區外故(gù)障切(qiē)除時引起差動保護(hù)誤(wù)動的嚴重後(hòu)果，因此對(duì)于靈(líng)敏(mǐn)度和(hé)快(kuài)速性不要(yào)追求過高的(de)指标而(ér)忽視可靠性。
　　提(tí)高靈(líng)敏度雖對(duì)反映輕微故障(zhàng)是有效的(de)，但靈(líng)敏度的提(tí)高必(bì)然降(jiàng)低安(ān)全性。變壓(yā)器的(de)嚴重(zhòng)故障并不都是(shì)由輕(qīng)微(wēi)故(gù)障發展而(ér)來(lái)的，故障(zhàng)發生的瞬(shùn)間仍(réng)會(huì)發生燒毀設(shè)備的事故，同時(shí)輕微故(gù)障(zhàng)發展(zhǎn)為嚴重(zhòng)故障也需要時間，因此(cǐ)輕微故障帶一(yī)些時(shí)間切除(chú)故(gù)障也是(shì)允許的，長時間的運行實踐證實(shí)變壓(yā)器氣體保(bǎo)護是(shì)動作時(shí)間稍(shāo)長(zhǎng)地切除(chú)輕(qīng)微的(de)匝間(jiān)故(gù)障。
　　輕微(wēi)匝間(jiān)故障時産生(shēng)的機(jī)械應力(lì)和熱效應不大，在200ms内(nèi)故障(zhàng)切除(chú)，不會危(wēi)及鐵心，從檢(jiǎn)修的角度(dù)，隻要(yào)鐵心(xīn)不損(sǔn)壞，輕微和(hé)嚴(yán)重(zhòng)的匝間(jiān)故障都(dōu)是需要更換線(xiàn)圈，因(yīn)此隻(zhī)要差(chà)動保護在(zài)鐵心(xīn)損壞之(zhī)前動作(zuò)，就可以滿(mǎn)足檢修的(de)要求，不需要追(zhuī)求(qiú)減少線(xiàn)圈的(de)燒損程度(dù)而犧牲(shēng)保(bǎo)護(hù)的(de)安全(quán)性。　　
　　五(wǔ)、簡化(huà)後備保護(hù)　　
　　後備保護作用主要(yào)是為了變壓器(qì)區外故障，特别(bié)是考慮(lǜ)在(zài)其聯(lián)接的(de)母線發生(shēng)故障未被切除(chú)的保護，當然也(yě)可以兼作(zuò)變壓(yā)器主(zhǔ)保護的後(hòu)備（尤其110kv及以下(xià)電壓等級的變壓器）和其(qí)聯接(jiē)的線(xiàn)路保護(hù)的(de)後備(bèi)（尤其(qí)110kv及以(yǐ)下電壓(yā)等級的(de)線路）。當加(jiā)強主保護以後，差動(dòng)保護雙重(zhòng)化配(pèi)置，氣體保(bǎo)護獨(dú)立直流電(diàn)源，因此主保護是非(fēi)常可靠、靈敏、快(kuài)速的(de)，理(lǐ)應(yīng)簡化(huà)後備保護(hù)。後備(bèi)保護(hù)隻要具備(bèi)在220kv及以(yǐ)上電壓系(xì)統是近後備(bèi)，在110kv及以下電(diàn)壓系統(tǒng)是遠後備(bèi)的基(jī)礎，不(bú)需要仿照線路保護設幾段後備保(bǎo)護，線路保護有(yǒu)距離保護(hù)，基本(běn)不受(shòu)短路電流的影(yǐng)響，保(bǎo)護範圍較固定，配合(hé)比較簡(jiǎn)單。變壓器後(hòu)備保護主(zhǔ)要是母(mǔ)線(xiàn)的近後備(bèi)，110kv及以下電(diàn)壓等(děng)級(jí)線路的(de)遠後備(bèi)，隻要(yào)系(xì)統内(nèi)故障能由(yóu)保護動作切除不緻于(yú)拒動就滿(mǎn)足(zú)要求(qiú)。如果(guǒ)後備保(bǎo)護(hù)要從(cóng)電流保護(hù)來解(jiě)決多(duō)段(duàn)式配合，這是既複(fú)雜又困難(nán)的問(wèn)題。變(biàn)壓器後備保護不需作多(duō)段配合、定(dìng)值(zhí)校核的(de)工作(zuò)，我(wǒ)們(men)要擺脫整定計算中(zhōng)難以配合(hé)的困(kùn)擾。目(mù)前，微機型(xíng)保護各(gè)側設置相間(jiān)和接地保(bǎo)護各設3段8時限(xiàn)的複雜保護是(shì)作繭自(zì)縛(fù)，沒有(yǒu)好處。
　　簡化後備保護的原(yuán)則，作者認(rèn)為變壓器(qì)高壓側隻(zhī)設置(zhì)複合(hé)電壓(yā)過電(diàn)流保(bǎo)護(hù)，中、低壓側設(shè)複合電壓(yā)過電(diàn)流保護作(zuò)為遠後備，電流(liú)限時(shí)速斷(duàn)作為(wéi)母線近後備。　　
　　六(liù)、結語(yǔ)　　
　　變壓器差動保(bǎo)護提高靈(líng)敏度和快速性(xìng)必須建(jiàn)立在安(ān)全可靠(kào)的(de)基礎(chǔ)上，應采取(qǔ)防止(zhǐ)因電流(liú)互(hù)感器(qì)飽和和區外(wài)故(gù)障切(qiē)除的(de)暫态誤差(chà)造(zào)成誤動(dòng)的措(cuò)施(shī)。
　　加強主(zhǔ)保護理應簡化(huà)後備(bèi)保護，變(biàn)壓(yā)器後(hòu)備保護主要是作(zuò)為母線(xiàn)的近(jìn)後備，110kv及以(yǐ)下電壓等級線(xiàn)路的遠後備(bèi)，要(yào)擺脫整定計算(suàn)中難以(yǐ)配合的困擾，不作定值校核，為(wéi)此高壓(yā)側後備(bèi)保(bǎo)護僅(jǐn)設複(fú)合電壓過流保護(hù)，中(zhōng)、低壓(yā)側後備(bèi)保護設(shè)複合電壓(yā)過流(liú)保護和電流限時速(sù)斷保(bǎo)護，前(qián)者按(àn)變壓器額(é)定電(diàn)流整定，後(hòu)者按同側母線(xiàn)的低靈敏度要求整定，時間應(yīng)與同側相鄰線(xiàn)路的相應時間(jiān)相(xiàng)配(pèi)合。

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