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文檔簡(jiǎn)介
1、雙繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)中電流互感器的接線及其在微機(jī)保護(hù)中的應(yīng)用 各類(lèi)教科書(shū)在講述變壓器差動(dòng)保護(hù)原理時(shí),繪制的接線圖各不相同,還有的并不標(biāo)示電流互感器的極性。當(dāng)運(yùn)用這些原理來(lái)指導(dǎo)實(shí)際接線時(shí),常常因概念上的混淆而發(fā)生接線錯(cuò)誤。該文從應(yīng)用的角度,在分析接線原理的基礎(chǔ)上對(duì)雙線圈變壓器差動(dòng)保護(hù)中電流互感器的幾種接線方法進(jìn)行了概括總結(jié),并闡述了其在變壓器微機(jī)保護(hù)中的應(yīng)用。 電流互感器的基本接線形式。兩組電流互感器的二次繞組可接成和電流與差電流兩種接線形式。差電流接線的特點(diǎn)是一組電流互感器二次繞組反極性與另一組相接,即所謂循環(huán)電流法接線。差動(dòng)保護(hù)就是將變壓器兩側(cè)的
2、電流互感器二次繞組按差電流的方法接線,再將其輸出電流接入差動(dòng)繼電器所構(gòu)成的一種變壓器保護(hù)。它的保護(hù)范圍為變壓器兩側(cè)電流互感器之間的部分。在實(shí)際使用中,變壓器差動(dòng)保護(hù)的單線圖往往有如圖1的接線形式。 在變壓器正常運(yùn)行及保護(hù)范圍外發(fā)生短路時(shí),變壓器兩側(cè)流入差動(dòng)繼電器的電流相量互差180O,其相量和為零。在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路,當(dāng)流入差動(dòng)繼電器的電流相量大于繼電器動(dòng)作值時(shí)繼電器將動(dòng)作,使變壓器兩側(cè)的開(kāi)關(guān)跳閘。 變壓器Y,dll接線所帶來(lái)的問(wèn)題。為減少三次諧波的影響,變壓器線組別多采用Y,d11接線。如此即形成變壓器兩側(cè)電流之間有30O的相位差,使得在正常情況下有不平衡電流流入差動(dòng)繼電器。為了消除這種影
3、響,可將變壓器兩側(cè)的電流互感器二次繞組按一定方式接線,用來(lái)校正這種相位差。校正相位差的接線方法是:變壓器Y側(cè)的電流互感器二次繞組銨 形接線,而變壓器 側(cè)的電流互感器二次繞組按Y形接線。因 形接線和Y形接線可采用不同的連接方法,因此可能由于電流互感器接線錯(cuò)誤而不能形成正確的相位補(bǔ)償,導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)發(fā)生誤動(dòng)作。 差動(dòng)保護(hù)的兩種接線方法。通常電流互感器為減極性的,即電流互感器一、二次繞組對(duì)應(yīng)端于極性相同。在設(shè)備安裝時(shí),一般將變壓器兩側(cè)電流互感器的正極性端皆靠近各自的母線安裝。此時(shí),差動(dòng)保護(hù)可有如下兩種接線方法。 方法一:“引頭”法。 形接線的電流互感器二次繞組采用a頭b尾,b頭c尾,c頭a尾連接,同時(shí)
4、以頭為引出線;Y形接線的電流互感器二次繞組采用連尾引頭的接線方法。其接線圖見(jiàn)圖2(a),向量關(guān)系見(jiàn)圖2(b)。由于變壓器的接線組別為Y、d11、其 側(cè)電流IA'B'超前Y側(cè)電流認(rèn)為30o。采用了相位補(bǔ)償接線,使變壓器 側(cè)電流互感器二次電流Ia'b'滯后變壓器Y側(cè)電流互感器二次電流Iab為30o,正好補(bǔ)償了這一相位差。差電流接線使Ia'b':、與Iab之間還有180o的相位差。因此由圖2(c)可以看出,采用差電流接線和相位補(bǔ)償接線后,使Ia'b'總共滯后Iab210o。這樣,差動(dòng)保護(hù)兩側(cè)電流的相位完全滿足要求。 方法二:“引尾”法。
5、 形接線的電流互感器二次繞組采用a頭c尾,c頭b尾,b頭a尾連接,同時(shí)以尾為引出線Y形接線的電流互感器二次繞組采用連頭引尾的接線方法。其接線圖見(jiàn)圖3(a),向量關(guān)系見(jiàn)固3(b),變壓器兩側(cè)電流互感器一二次電流的相位關(guān)系見(jiàn)圖3(c)。 當(dāng)正極性端靠近變壓器時(shí)安裝。如果變壓器兩側(cè)電流互感器的正極性端皆靠近變壓器安裝,即變壓器兩側(cè)電流互感器全部為反極性、我們?nèi)钥捎蒙鲜龅?種接線方法來(lái)接線。畫(huà)法形式相同,僅僅電流互感器的極性相反而已。因此我們不妨也可以這樣理解:電流互感器極性正負(fù)的標(biāo)示是相對(duì)的,如果我們把電流互感器的負(fù)極性端當(dāng)成“頭”而正極性端當(dāng)成“尾”來(lái)接線,接線方法完全一樣。 電流互感器非規(guī)范安裝
6、。如果在實(shí)際工作中變壓器兩側(cè)的電流互感器并未按照前述規(guī)律安裝(正極性端皆靠近母線或皆靠近變壓器),而是一側(cè)電流互感器正極性端靠近本側(cè)母線,而另一側(cè)電流互感器正極性端靠近變壓器。這時(shí),電流互感器二次繞組的接線就不能采用前述從變壓器兩側(cè)同時(shí)“引頭”或同時(shí)“引尾”的接線方法,而應(yīng)接成:變壓器一側(cè)采用“引頭”接線而另一側(cè)采用“引尾”接線。一般應(yīng)以一側(cè)電流互感器的極性為準(zhǔn)來(lái)決定另一側(cè)的接線。在圖4中,變壓器兩側(cè)電流互感器極性非規(guī)范安裝、當(dāng)變壓器Y側(cè)電流互感器二次繞組采用a頭b尾,b頭c尾,c頭a尾連接并以頭為引出線時(shí),變壓器 側(cè)電流互感器二次繞組采用連頭引尾的接線。從相量分析看出,這樣接線是正確的。 電
7、流互感器可以不標(biāo)示極性。由前面的分析看出,變壓器兩側(cè)電流互感器的正極性無(wú)論怎樣放置,都可獲得正確的接線。電流互感器不標(biāo)示極性,意思是其正極性的具體位置無(wú)關(guān)緊要。但是,變壓器兩側(cè)電流互感器之間一二次電流的關(guān)系是相對(duì)固定的。在雙繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)的電流互感器接線時(shí)。只要能掌握差電流和相位補(bǔ)償?shù)慕泳€原理,保證變壓器兩側(cè)流入差動(dòng)繼電器電流的相位關(guān)系,并靈活運(yùn)用前面講到的差動(dòng)保護(hù)的兩種接線方法,那么,無(wú)論對(duì)電流互感器的極性如何標(biāo)示或根本不標(biāo)示,在實(shí)際工作中都不致發(fā)生接線錯(cuò)誤。 電流互感器接線在微機(jī)變壓器差動(dòng)保護(hù)中的應(yīng)用。變壓器差動(dòng)保護(hù)中變比和相位差。影響變壓器差動(dòng)保護(hù)正常工作的主要有以下幾方面的問(wèn)題:
8、變壓器變比的影響。因?yàn)樽儔浩鞲叩蛪簜?cè)電壓等級(jí)不同,而傳輸?shù)墓β适遣蛔兊?,因此,造成正常情況下,高低壓側(cè)一次電流不相同。 CT變比的影響。由于高低壓側(cè)一次電流不同,因而導(dǎo)致兩側(cè)CT的變比也不同。因?yàn)镃T都是按標(biāo)準(zhǔn)變比生產(chǎn)的,變壓器變比也是按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的。兩側(cè)CT變比之間的倍數(shù)不可能與變壓器高低壓側(cè)的電壓倍數(shù)相等。因此,導(dǎo)致保護(hù)中產(chǎn)生不平衡電流。 接線組別的影響。變壓器不同的接線組別,除Y/Y或/外,都會(huì)導(dǎo)致變壓器高低壓側(cè)電流相位不同,而相位不同又會(huì)使差動(dòng)保護(hù)中產(chǎn)生差流。為減少三次諧波的影響,工程中最常見(jiàn)的是Y/-11接線的變壓器,這種接線組別的變壓器,低壓側(cè)電流超前高壓側(cè)電流30o。此外,如果“Y
9、”形側(cè)為中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式,當(dāng)高壓側(cè)線路發(fā)生單相接地故障時(shí),主變Y側(cè)繞組將流過(guò)零序故障電流,該電流將流過(guò)主變高壓側(cè)CT,相應(yīng)地會(huì)傳變到CT二次,而主變“”形側(cè)繞組中感應(yīng)出的零序電流僅能在其繞組內(nèi)部流過(guò),而無(wú)法流經(jīng)低壓側(cè)CT。這些都將使差動(dòng)保護(hù)裝置中產(chǎn)生差流或不平衡電流。 微機(jī)差動(dòng)保護(hù)解決上述問(wèn)題的基本原理。變壓器差動(dòng)保護(hù)在運(yùn)行時(shí),應(yīng)保證在正常情況和區(qū)外故障時(shí),高低壓側(cè)CT二次電流幅值相等,相位相反。從而保證差流為零。無(wú)論是傳統(tǒng)的電磁式或集成電路型差動(dòng)保護(hù)或目前的微機(jī)型差動(dòng)保護(hù),都是必須遵循的一個(gè)基本原則。要達(dá)到這個(gè)要求,就必須解決上面提到的三個(gè)問(wèn)題。電磁式或集成電路型的差動(dòng)保護(hù),對(duì)于接線組別帶
10、來(lái)的影響(即相位誤差),是通過(guò)改變CT二次接線方式來(lái)解決。當(dāng)變壓器為Y/接線時(shí),高壓側(cè)CT二次采用接線,低壓側(cè)CT二次采用Y接線。即由保護(hù)CT完成相角的歸算同時(shí)消除零序電流分量的影響。高壓側(cè)CT二次接成“”形,CT二次側(cè)比一次側(cè)(也即主變高壓側(cè))相位超前了30o。低壓側(cè)CT二次接成“Y”形,角度沒(méi)有偏移。這樣就保證了高低壓側(cè)CT的二次電流同相位。但是,高壓側(cè)CT二次接成“”形后,電流幅值增大了3倍。對(duì)于因CT變比不同而帶來(lái)的影響,傳統(tǒng)的差動(dòng)保護(hù)也是靠外部回路解決。在選擇CT變比時(shí),盡量讓流入差動(dòng)繼電器的主變高低壓側(cè)電流相等。由于CT都是標(biāo)準(zhǔn)變比,一般情況下,不能保證高低壓側(cè)二次電流相等,為此,
11、一般采取在外回路加裝電流變換器,或選擇具有速飽和鐵芯的差動(dòng)繼電器,調(diào)整它的平衡線圈的匝數(shù)。相對(duì)于微機(jī)差動(dòng)保護(hù)而言,這兩種方法,精度都不高。微機(jī)保護(hù)同傳統(tǒng)保護(hù)相比,其原理并沒(méi)有太大的變化,主要是實(shí)現(xiàn)的方法和計(jì)算的精度有了很大提高。早期有些微機(jī)差動(dòng)保護(hù),由于運(yùn)算速度不夠及其它原因,相角歸算仍采用改變CT二次接線的方式來(lái)解決。而目前的微機(jī)差動(dòng)保護(hù),高、低壓側(cè)CT二次均采用“Y”形接線,相角歸算由裝置內(nèi)部完成。即通過(guò)電流矢量相減消除相角誤差。如Y/-11接線的變壓器差動(dòng)保護(hù),同低壓側(cè)Ia相比較運(yùn)算的并不是高壓側(cè)IA,而是IA*=IA-IB(矢量相減),這樣得到的線電流IA*,角度超前30o,同低壓側(cè)Ia同相位。對(duì)于Y/-11接線的變壓器差動(dòng)保護(hù),參與差流計(jì)算的“Y”形側(cè)三相電流量分別是:IA*=IA-IB、IB*=IB-IC、IC*=IC-IA(都為矢量相減)。對(duì)于Y/-1接線,參與差流計(jì)算的“Y”形側(cè)三相電流量分別是:IA*=IA-IC
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