【《变压器的瓦斯保护和纵联差动保护策略分析》2800字】

变压器的瓦斯保护和纵联差动保护策略分析目录TOC\o"1-3"\h\u31442变压器的瓦斯保护和纵联差动保护策略分析 131891.1变压器的瓦斯保护 1262681.1.1变压器瓦斯保护的基本原理 1180221.1.2瓦斯保护的优缺点 2189381.2变压器的纵联差动保护 2198031.2.1变压器纵联差动保护的原理 2297121.2.2变压器纵联差动保护的特点 371261.2.2二次谐波制动或比率制动的差动保护 514111.2.3差动速断功能 61.1变压器的瓦斯保护1.1.1变压器瓦斯保护的基本原理瓦斯保护是针对变压器内部故障动作的主保护，是通过变压器油箱的内部因故障所产生的非电气量的变化来触发保护，对变压器内部断线、匝间短路、层间短路、铁芯发生故障和油箱油面下降等异常运行状态都能进行有效的反应，瓦斯保护可以划分为重瓦斯保护和轻瓦斯保护，轻瓦斯保护在异常运行时作用于信号，反应变压器内部不正常的运行状态，而重瓦斯保护在故障时作用于跳闸，反应油箱中的故障，重瓦斯保护需要在跳闸出口装自持，来保证动作后不返回。瓦斯保护的继电器主要安装在油箱和油枕之间的连接管道上。图1.1变压器瓦斯保护接线1.1.2瓦斯保护的优缺点优点：瓦斯保护动作迅速、灵敏性很高、变压器油箱内部发生的轻微故障都能得到有效的反应。特别是当油箱内部绕组发生匝间短路，因为匝数很少，故障回路会有很大的短路电流，造成严重的过热现象，但油箱外线路反应的电流变化却很小，各种根据电流量发生变化而动作的保护难以触发，这时候变压器的瓦斯保护就能动作切除故障，防止故障进一步扩大，对这类故障有着其他保护难以企及的优越性。缺点：瓦斯保护只能反映油箱内部的故障，当套管和引出线发生故障的时候，瓦斯保护不能触发。1.2变压器的纵联差动保护1.2.1变压器纵联差动保护的原理变压器的纵联差动保护触发原理主要是指变压器两端的的一次侧电流变化到二次侧后进行数值和相位的对比来判断是否需要动作的保护，保护的范围为变压器高低压绕组的引出线间。纵联差动保护装置主要用于反应变压器定转子线圈以及引出线上发生相间短路或者大电流系统中发生了单相接地，与瓦斯保护相比纵联差动保护无法反应匝间的轻微短路，因此不能代替瓦斯保护的作用，一般与瓦斯保护配合使用。纵联差动保护装置主要是电流互感器和变压器两侧的继电器通过串联构成环路，电流继电器并联在环路之上来测出相应的数据。流经继电器的电流为变压器高压侧和变压器低压侧电流互感器的二次侧电流差值。当不发生故障变压器正常运行时或是保护之外发生故障的时候变压器高压侧和低压侧电流互感器流经的二次侧电流数值一样，相位一致，由此可知继电器中流过的电流差为零，但在保护范围内出现故障，流经继电器的电流之差就不再为零，这时就会触发保护，断路器发生跳闸，这就是纵联差动保护对变压器的保护。1.2.2变压器纵联差动保护的特点变压器差动保护正常运行的时候或者外部短路的时候，在理想状况下差动继电器中通过的电流和应该是零，保护装置无法被触发。但现实情况下，往往因为有各种误差的存在，因此在正常运行或者外部短路时差动继电器中仍有电流流过，这就是变压器的不平衡电流。1、各类影响因素如下所示：变压器的励磁涌流变压器的两侧是通过电磁进行联系所以仅有一侧有励磁电流，所以反映到二次侧使流过继电器的电流之差并不为零。正常运行时，电流值差很小，正常来说不超过变压器额定电流的3.0%~5.0%甚至误差更小，所以不平衡电流数值也不大。外部发生短路时，电压降低引起了励磁电流的降低，同样也不会对保护产生很大的影响。因此我们可以得出结论，正常运行时和外部短路时励磁电流基本上不会对纵差保护出现很大的影响。但是，当变压器出现空载投入电源或者是外部故障瞬间切除的时候，变压器穿过铁芯的磁通剧烈增高，铁心也因此发生饱和，根据饱和曲线可得铁芯饱和后将出现很大的冲击电流，励磁电流数值甚至可以达到5~10倍的额定电流，这就是励磁涌流。励磁涌流中非周期分量和高次谐波含量很高其中以二次谐波为主，因此励磁涌流的波形为正弦波，偏向于时间轴一侧，励磁涌流具有间断角，励磁涌流在开始的时候衰减迅速，衰减到一定程度时开始减慢。励磁涌流的高低主要与变压器容量、铁芯中剩磁、铁芯材质等息息相关。变压器外部故障产生穿越性短路电流非周期分量在短时间内很难从变压器的一侧变换到另一侧，因此当变压器外部故障的瞬间，因为时间变化率很小所以非周期分量变换到二次侧有很大的困难，会造成铁芯的饱和，甚至是严重饱和。因此，二次电流的误差将会更为严重，不平衡电流随之增大。电流互感器计算变比与实际变比不同因为电流互感器的制作都是按照规定生产的标准变比，但进行实际运行时变压器的高压侧和低压侧电流的比值一般无法与变压器的变比完全相同，因此往往会产生不平衡电流。变压器两侧接线方式变压器任一侧的接线形式主要有Y型（星型）和D型（三角型），我们常用的主要有Y，d11这种接线方式，星型侧线电流和流经变压器一次侧的电流大小、相位相同，但三角形侧电流相比星型侧流出到线路的电流相位超前30度，因此即使电流互感器所感应出的二次侧电流在数值上是相等的，但因为相位的不同仍然会出现不平衡电流。变压器带负荷调节分接头在变压器带负荷运作的时候，我们经常要改变分接头的位置来调整系统的电压，这种方式叫做有载调压也叫带负荷调节分接头，分接头发生变化，同样就是变压器的变比发生了变化，纵联差动保护如果已经按之前的变比调整好了，那么经过了带负荷调整分接头后，需要重新按照新的变比进行计算并且调整，来重新让差动回路出现平衡,因此新的不平衡电流也就产生了。各类影响因素的解决办法励磁涌流的解决方法：最有效的方法是采用BCH型有速饱和铁芯的差动继电器，当发生外部故障的时候，铁芯能够迅速饱和，不平衡电流难以传到差动继电器上，因此继电器不会发生误动。还有一种方法是通过间断角来判断，间断角的角度大小就可以区分出是出现了励磁涌流还是保护内部出现了故障。图1.2.2变压器纵联差动保护接线 1.2.2二次谐波制动或比率制动的差动保护变压器的差动保护中不平衡电流的大小受到外部短路时的短路电流也可称为穿越电流，穿越电流越大不平衡电流也就随之增大，因此在差动保护中引入制动电流，制动电流能够反映穿越电流大小，保护电流会随着制动电流的增大而增大，制动系数指的是二次谐波电流和工频电流的比值，当实际比值超过制动系数的比值时就闭锁差动保护。其动作条件如下： Id≥K式中A:Iop.0—启动电流;B:I图1.2比率制动特性图1.3变压器比率保护原理1.2.3差动速断功能比例差动保护被选择为变压器主保护的时候，变压器内部出现严重的故障时，将会产生巨大的故障电流，将有可能导致变压器严重饱和，因此在这种变压器饱和的情况下二次电流中的