變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)

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1、變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)　　眾所周知，縱差保護(hù)是一切電氣主設(shè)備的主保護(hù)，它靈敏度高、選擇性好，在變壓器保護(hù)上運(yùn)用較為成功。它可以用來反映變壓器繞組的相間短路故障、中性點(diǎn)接地側(cè)繞組的接地故障以及引出線的相間短路故障、中性點(diǎn)接地側(cè)引出線的接地故障。但是變壓器縱差保護(hù)一直存在勵(lì)磁涌流難以鑒定的問題，雖然已經(jīng)有幾種較為有效的閉鎖方案，又因?yàn)槌邏狠旊娋€路長(zhǎng)度的增加、靜止無功補(bǔ)償容量的增大以及變壓器硅鋼片工藝的改進(jìn)、磁化特性的改善等因素，變壓器縱差保護(hù)的固有原理性矛盾更加突出?？v差保護(hù)還受到互感器采集不平衡電流的影響，在本章將研究縱差保護(hù)的基本原理、不平衡電流的產(chǎn)生及克服方案。　　1變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)　　

2、眾所周知，縱差保護(hù)是一切電氣主設(shè)備的主保護(hù)，它靈敏度高、選擇性好，在變壓器保護(hù)上運(yùn)用較為成功。它可以用來反映變壓器繞組的相間短路故障、中性點(diǎn)接地側(cè)繞組的接地故障以及引出線的相間短路故障、中性點(diǎn)接地側(cè)引出線的接地故障。但是變壓器縱差保護(hù)一直存在勵(lì)磁涌流難以鑒定的問題，雖然已經(jīng)有幾種較為有效的閉鎖方案，又因?yàn)槌邏狠旊娋€路長(zhǎng)度的增加、靜止無功補(bǔ)償容量的增大以及變壓器硅鋼片工藝的改進(jìn)、磁化特性的改善等因素，變壓器縱差保護(hù)的固有原理性矛盾更加突出?？v差保護(hù)還受到互感器采集不平衡電流的影響，在本章將研究縱差保護(hù)的基本原理、不平衡電流的產(chǎn)生及克服方案?！　?變壓器縱差保護(hù)基本原理　　按照反應(yīng)電流和電壓量變

3、化構(gòu)成的保護(hù)裝置，測(cè)量元件限于裝設(shè)在被保護(hù)元件的一側(cè)，無法區(qū)別被保護(hù)范圍末端和相鄰范圍始端的故障。為了保證動(dòng)作的選擇性，在整定動(dòng)作參數(shù)時(shí)必須與相鄰元件的保護(hù)相配合，一般采用縮短保護(hù)區(qū)(降低靈敏度)或延長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)限(降低速動(dòng)性)的方法來獲得選擇性。但從保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和減輕故障變壓器的損失及避免擴(kuò)大事故的要求來看，希望能快速切除被保護(hù)范圍內(nèi)任意地點(diǎn)發(fā)生的故障。如果保護(hù)裝置的測(cè)量元件能同時(shí)反應(yīng)被保護(hù)設(shè)備兩端的電量時(shí)，就能正確判斷被保護(hù)范圍區(qū)內(nèi)和區(qū)外的故障。被保護(hù)元件發(fā)生內(nèi)部和外部故障時(shí)，其各側(cè)功率方向或電流相位是有差別的，因而根據(jù)比較被保護(hù)元件各端電流大小和相位差別的方法而構(gòu)成的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，獲得了

4、廣泛的應(yīng)用。采用差動(dòng)繼電器作保護(hù)的測(cè)量元件，用來比較被保護(hù)元件各端電流的大小和相位之差，從而判斷保護(hù)區(qū)內(nèi)是否發(fā)生短路?！　∮捎诳v聯(lián)差動(dòng)保護(hù)只在保護(hù)區(qū)內(nèi)短路時(shí)才動(dòng)作，不存在與系統(tǒng)中相鄰元件保護(hù)的選擇性配合問題，因而可以快速切除整個(gè)保護(hù)區(qū)內(nèi)任何一點(diǎn)的短路，這是它的可貴優(yōu)點(diǎn)。但是，為了構(gòu)成縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置，必須在被保護(hù)元件各端裝設(shè)電流互感器，并將它們的二次線圈用輔助導(dǎo)線連接起來，接差動(dòng)繼電器。由于受助導(dǎo)線條件的限制，縱向連接的差動(dòng)保護(hù)僅限于用在短線路上，對(duì)于發(fā)電機(jī)、變壓器及母線等，則可廣泛采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)主保護(hù)?！　∽儔浩鞑顒?dòng)保護(hù)是按照循環(huán)電流原理構(gòu)成的，圖3.1(a)為差動(dòng)保護(hù)的單相原理接線圖

5、。雙繞組變壓器，在其兩側(cè)裝設(shè)電流互感器。當(dāng)兩側(cè)電流互感器的同極性端子在同一方面，則將兩側(cè)電流互感器的不同極性的二次端子相連接(如果同極性端子均置于靠近母線一側(cè)，二次側(cè)為同極性相連)，差動(dòng)繼電器的工作線圈并聯(lián)在電流互感器的二次端子上。由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同，因此必須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比，使得在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)兩側(cè)的二次電流相等，流過差動(dòng)繼電器線圈的電流在理論上為零，即　　由上可知，若要使得正常運(yùn)行和外部故障時(shí)兩側(cè)二次電流相等，在理想情況下，應(yīng)選擇兩側(cè)電流互感器變比的比值等于變壓器的變比，流入差動(dòng)繼電器的電流為　　縱差保護(hù)動(dòng)作判據(jù)用下式表示：(3-3)式中：——縱差保護(hù)

6、動(dòng)作整定電流。當(dāng)變壓器正常運(yùn)行及外部故障時(shí)，　　此時(shí)差電流小于動(dòng)作整定電流，保護(hù)不動(dòng)作。當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，繼電器反應(yīng)兩側(cè)電流之和，此時(shí)差電流大于動(dòng)作整定電流，繼電器動(dòng)作于跳閘，將故障變壓器從電源上切除。三繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)是利用比較變壓器三側(cè)電流大小和相位的方法而構(gòu)成，其工作原理的分析與上述相同?！　∮纱丝梢?，變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置的保護(hù)范圍，即為各側(cè)電流互感器所包圍的區(qū)域。保護(hù)區(qū)內(nèi)故障，繼電器動(dòng)作于跳閘;保護(hù)區(qū)以外故障時(shí)，繼電器不動(dòng)作。因此，在滿足選擇性要求的同時(shí)，不需要與相鄰元件的保護(hù)在整定值上相配合，從而構(gòu)成不帶延時(shí)的速動(dòng)保護(hù)，用來保護(hù)變壓器繞組的相間短路、匝間短路、各電壓側(cè)引出線短路，以

7、及中性點(diǎn)接地側(cè)變壓器繞組和引出線上的單相接地短路?！　?變壓器差動(dòng)保護(hù)的特點(diǎn)　　變壓器差動(dòng)保護(hù)在正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，理想情況下流入差動(dòng)繼電器的電流為零，保護(hù)裝置不動(dòng)作。但實(shí)際上變壓器差動(dòng)保護(hù)與發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)相比，在正常運(yùn)行和外部短路時(shí)的工作行為有很大的不同。因?yàn)樽儔浩鞑顒?dòng)繼電器在保護(hù)區(qū)外短路時(shí)，受到一些可能引起誤動(dòng)作因素的影響，而這些影響因素在發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)中一般不會(huì)出現(xiàn)，具體表現(xiàn)有以下幾個(gè)特點(diǎn)