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    1. 淺析電流互感器對變壓器差動保護的影響的論文

      2020-01-13 19:12:42 圍觀 : 191次 來源 : 教育論文網 作者 : 永強

        摘要:在生產實踐中,由于電流互感器極性錯誤或接線不正確等造成保護裝置誤動和拒動,由此而引起的停電事故時有發生且故障多發生在主變壓器差動保護。本文簡要分析了電流互感器對變壓器差動保護正確可靠動作的影響,并提出了相應的解決措施。
        關鍵詞:電流互感器 差動保護 影響 解決措施
        1 概述
        電流互感器是電力系統重要的電氣設備,它承擔著高、低壓系統之間的隔離及高壓量向低壓量轉換的職能。其接線的正確與否,對系統的保護、測量、監控等設備的正常工作有極其重要的意義。因此,正確判斷電流互感器的極性及二次接線的正確性是非常重要的。
        2 變壓器差動保護基本概念
        2.1 保護范圍 變壓器差動保護的范圍是構成變壓器差動保護的電流互感器之間的電氣設備、以及連接這些設備的導線。
        2.2 接線 變壓器常采用yn/△-11接線。此時變壓器兩側的電流相位差為30°,因此兩側電流互感器次級電流雖然大小相等(當選用適當變比的互感器時),但相位不同,故仍會有差流流入繼電器。為消除此種不平衡電流,須將變壓器一次星形側的電流互感器接成三角形,而將變壓器二次三角側的電流互感器接成星形,以校正變壓器二次電流的相位差。
        3 電流互感器對差動保護的影響分析
        3.1 電流互感器極性接反對變壓器差動保護的影響 鐵芯在同一磁通作用下,一次線圈和二次線圈將感應出電動勢,其中兩個同時達到高電位的一端或同時為低電位的那一端都稱為同極性端。
        當任何一側(或兩側)的一相、二相或三相的電流互感器極性顛倒接反,會使其中一側(或二側)的電流相量反相,在正常運行條件下,即形成所謂“和接線”(即兩側電流不是相差180°,而兩側對應的電流同相位),導致在執行元件上產生很大的差壓,從而在正常運行及外部穿越性故障時,差動保護均引起誤動。
        3.2 電流互感器接線組別錯誤對變壓器差動保護的影響 電流互感器接線組別錯誤時在過負荷及穿越性故障會使差動繼電器誤動作。主變壓器聯結組別一般為yn/△-11,若高壓側接成逆相序,則變為yn/△-1。在差動保護接線中,為了消除因主變連接組別造成的不平衡電流,通常采取相位補償法進行y/△轉換,即將變壓器星形側的電流互感器二次側接成三角形,而將變壓器三角形側的電流互感器二次側接成星形,從而把互感器二次電流的相位校正過來。目前,大多變電站采用微機綜合自動化系統,差動保護的移相任務由軟件來完成。因而,主變各側互感器二次側可以全部結成星形。但是,當一次側為逆相序接入時,雖然通過調整a、c兩相的二次接線,使高、低壓側二次電流的相序為正相序??墒?,通過軟件移相之后,二次側的相電壓相位非但不能補償過來,反而滯后于一次側的相電壓60°。電流的相位同樣如此。當主變所帶負荷不大時,差流值不大。但是,隨著負荷的增長,特別是負荷突然增加時,差流值隨著增大,有可能未發差流越限信號,差動保護就發生了誤動作。
        3.3 電流互感器二次回路開路對變壓器差動保護的影響 電流互感器二次回路開路是由于端子箱內保護屏端子排電流互感器接線螺絲松動、連接斷線等而造成。運行中電流互感器開路時,當大負荷或穿越性故障時會使差動保護誤動。因為此時僅有一側電流互感器二次電流流入差動繼電器,相當于單側電源的內部故障,所以差動保護會誤動。當內部發生故障(在電流互感器開路相),差動保護將拒動,因為此時無電流流人差動繼電器。
        3.4 電流互感器飽和對變壓器差動保護的影響 在變壓器差動保護區外發生短路故障時,短路電流中具有衰減較慢的非周期分量而導致電流互感器鐵心嚴重飽和,即暫態飽和。鐵心飽和使電流互感器傳變特性變壞,而不能準確傳變故障電流,沒有相應措施防止暫態過程中由于電流互感器誤差超過準確限值引起區外故障時保護差電流達到動作值而引起誤動作。
        差動保護用的5p(10p)級電流互感器只能在穩態條件下保證規定的誤差,但難以滿足暫態準確度的要求。5p(10p)級電流互感器使用的是不帶氣隙的鐵心,在電流互感器嚴重飽和后,鐵心剩磁最大可達80%。此類電流互感器未采取限制剩磁的措施,磁通密度變化范圍小,剩磁難于消除。因此,在一次系統發生短路故障后,互感器可能殘留較大剩磁,這將使電流互感器更容易飽和,而且差動保護兩側電流互感器剩磁多不相同,則更易產生過大差電流,引起區 外故障時變壓器差動保護誤動作。
        3.5 其他錯誤對變壓器差動保護的影響 電流互感器變比不符合整定的要求;電流互感器誤差太大;繼電器調試質量不良,特性較差;二次負荷過大;整定錯誤;相別錯誤等,均可能造成差動回路的不正確動作。
        4 處理辦法
        4.1 電流互感器極性接反
        4.1.1 電流互感器極性接反的原因 電流互感器極性接反通常有兩種情況:①電流互感器的極性端子方向元件的電流輸入極性端子未對應連接。電流互感器和方向元件的極性端子都標有“*”形的標志,接線時沒有將標有“*”標志的端子對應連接。②斷路器安裝方向與生產廠家規定不符,造成電流互感器極性與實際不符;如果斷路器反方向安裝,工作電流也隨之相反,則電流極性必然相反。盡管極性端子連接無誤,但是方向元件的輸入電流反向,方向元件工作在非動作區,必然造成電流方向保護的拒動或誤動。
        4.1.2 電流互感器極性接反的處理辦法 變壓器差動保護按照有關規程的規定在新設備投入運行前以及二次回路檢修后,應認真做好保護裝置的檢驗工作,是預防事故的有效措施。從運行經驗得知,由于方向元件的電流極性端子接錯而造成的保護誤動、拒動的事故較多。為避免出現錯誤,應注意以下幾點:①實驗人員應注意理論知識的學習,熟悉各種保護的動作原理,充分認識電流互感器極性及接線的重要性。②在實驗報告中也應明確寫明電流互感器同名端的測試方法、測試結果、接線方式。③按照質量管理要求,設備驗收時使用的設備驗收表格中應增加那些通常容易被忽視卻很重要的項目,如電流互感器同名端的測試方法、測試結果、接線方式是否正確等。

        4.2 電流互感器二次回路開路
        4.2.1 電流互感器二次回路開路的原因 ①端子排上電流回路端子的螺絲未擰緊、松動脫落,造成電流互感器二次回路開路。②保護盤上,電流互感器端子連接片未放或銅片壓在膠木上未實質接觸,造成保護回路開路,相當于電流互感器二次開路。③二次工作人員誤動,或保護校驗完畢后未將電流互感器二次回路還原。④室外端子箱、接線盒受潮,端子螺栓和墊片銹蝕過重,造成開路。⑤二次線端子接頭壓接不緊,回路中電流很大時,發熱燒斷或氧化過甚造成開路。
        4.2.2 避免電流互感器二次回路開路的措施 ①加強設備安裝、改造及大修期間的監管,保證施工質量,杜絕由于工藝的原因造成電流互感器二次回路出現接觸不良甚至是斷線進而造成回路開路的現象發生。②工作中,施工人員必須嚴格檢查,將工作工程中涉及的二次回路一一排查清楚,防止接線錯誤或是漏接線情況的出現。③運行人員在對二次回路的部件進行操作時,必須嚴格對照“二次回路安全措施卡”上的內容,不得擅自更改或增加操作的設備,避免誤操作事故發生。④運行人員在巡檢中,應該注意觀察室外端子箱、接線盒,防止銹蝕,造成開路。
        4.3 電流互感器飽和
        4.3.1 電流互感器飽和的原因 電流互感器飽和的原因有兩種:一是一次電流過大引起鐵心磁通密度過大;二是二次負載過大,在同樣的一次電流下,要求二次側的感應電動勢增大,也即要求鐵心中的磁通密度增大,鐵心因此而飽和。
        4.3.2 避免電流互感器飽和的措施 為了避免變壓器差動保護的電流互感器在區外故障時或大容量電動機起動時因電流過大出現飽和而導致差動保護誤動作,可以采取以下措施:①在設備選型上要確保選用容量足夠的保護級電流互感器。差動保護可以采用5p(10p)級電流互感器,但應盡可能提高其允許的額定二次負荷、一次額定電流和準確限值一次電流。②對繼電保護裝置采取措施,避開暫態飽和的影響??刹捎秒娏骰ジ衅黠柡丸b別元件,提高制動曲線,閉鎖保護。③將電流互感器二次回路的電纜截面加粗,以減小二次負載的阻抗。
        5 結語
        電流互感器對于差動保護的影響是不可忽視的,要保證差動保護正確迅速的動作,必須確保電流互感器的工作狀態是正??煽康?。這就需要我們在施工、維護、巡檢和檢修各個環節嚴格按照規程規范認真把關,采取相應措施,杜絕由于電流互感器異常造成的差動保護拒動或誤動事故的發生。
        參考文獻:
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