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          主變差動保護幾種配置方法分析

           

          一、采用BCH型差動繼電器構成的差動保護
          實現變壓器差動保護需要解決的主要矛盾之一,是采用各種措施避越不平衡電流的影響,而勵磁涌流的存在是變壓器差動保護整定計算需要特別考慮的。目前,為減少勵磁涌流對差動保護的影響,廣泛采用速飽和中間變流器的差動繼電器來構成差動保護。

          (1) 帶加強型速飽和中間變流器的差動保護(BCH-2型):
          差動保護的整定值按躲開最大不平衡電流整定時,所構成的保護是帶速飽和中間變流器構成的差動保護。該原理的差動保護對減少外部故障時短路電流的非周期分量的影響是有效的。但對躲勵磁涌流卻是不理想的。
                BCH-2型差動保護,就是針對解決勵磁涌流的問題而設計的。這種差動保護的核心部分是帶短路線圈的飽和中間變流器和差動電流繼電器。短路線圈的存在,使得在具有非周期分量電流時,繼電器的動作電流大為增加,從而提高了躲避勵磁涌流和外部短路時暫態不平衡電流的性能。
                采用BCH-2型差動保護,要注意短路線圈匝數的確定,匝數愈多,躲避涌流的性能愈好,但內部短路時,繼電器的動作延時就長。對中小型變壓器,由于勵磁涌流倍數大,內部故障時非周期分量衰減快,對保護動作要求又較低,一般選較大的匝數,而對大型變壓器,內部涌流倍數小,非周期分量衰減慢,又要求保護動作快,則應選較小的匝數。最后選用的抽頭是否合適,應經變壓器空投試驗來確定。同時,靈敏度檢驗應按內部短路時最小短路電流來進行。
                如不滿足要求,則應選帶制動特性的差動保護。與BCH-2型原理相同的還有DCD-2型差動繼電器構成的差動保護

          (2) 帶制動特性的差動保護(BCH-1型):
          帶制動特性的差動保護是建立在這樣的原則:利用變壓器的穿越電流來產生制動作用,使得穿越電流大時,產生的制動作用大,并且使繼電器的動作電流也隨制動作用的大小而變化。如此,在任何外部短路電流的情況下,繼電器的動作電流都能大于相應的不平衡電流。從而既提高靈敏度,又不致于誤動作。
                BCH-1型與BCH-2型的不同之處在于后者有短路線圈而前者有制動線圈。在此要強調的是選用BCH-1型差動保護時,為提高保護裝置靈敏度,要按以下原則考慮制動線圈的接入方式:   1 對于單側電源的雙圈變壓器,制動線圈接在負荷側。
          2 對于雙側電源的雙圈變壓器,制動線圈接在大電源側。
                      3 對于單側電源的三圈變壓器,制動線圈應接在區外短路電流的最大受電側。
                4 對于雙側電源的三圈變壓器,制動線圈接在無電源側。
                5 對于三側電源的三圈變壓器,制動線圈的接入地點應通過計算來整定,可在區外短路電流最大的那一側,或大電源側,或調壓側。
                總之,制動線圈的接入原則是:外部短路時,應使其制動作用最大,保護不誤動,在內部短路時,應使制動作用最小,保護靈敏度最好。
                DCD-5型差動保護與BCH-1型差動保護原理相同。一般對于帶負荷調壓變壓器,多側電源的多繞組變壓器,外部故障時不平衡電流較大,或者采用BCH-2型、DCD-2型保護不滿足靈敏度要求時,可考慮選用。

          (3) 采用多側制動的差動保護(BCH-4型):
          BCH-4型差動繼電器由DL-11型電流繼電器及中間速飽和變流器兩部分組成。前者作為執行元件,后者具有四個繞組并構成差動繼電器的一些主要性能,如制動特性、躲避勵磁涌流的直流助磁特性以及消除不平衡電流影響的性能等。
                在下列情況下,一般需采用BCH-4型差動繼電器:
                1 需多側制動的三繞組或四繞組電力變壓器的差動保護;
                2 具有分裂繞組的多繞組變壓器差動保護;
                3 斷路器數目多于三組以上的變壓器差動保護;
                4 采用BCH-1型或DCD-5型不能滿足靈敏度要求時。
                由于BCH-4型差動繼電器制動繞組能起到一部分動作繞組的作用,所以內部故障時靈敏度較BCH-1型、DCD-5型為優。與BCH-4型原理相同的有DCD-4型差動繼電器構成的差動保護。

          2 二次諧波制動的變壓器差動保護
          諧波制動繼電器利用勵磁涌流中有較大的2次諧波分量,而短路電流中幾乎沒有2次諧波分量這一特征,來區分勵磁涌流和短路電流。
                LCD系列繼電器構成的變壓器差動保護,是由比率制動部分,差動部分,二次諧波制動部分,差動電流速斷部分和極化繼電器所組成。主要有LCD-4、LCD-5、LCD-5A型差動保護繼電器。
                比率制動部分是用來防止外部短路時,由于不平衡電流影響而造成誤動作。二次諧波制動部分的作用,是防止變壓器空載投入時出現勵磁涌流而造成保護動作。當設備內部發生嚴重故障時,短路電流大,      使電流互感器嚴重飽和,其二次電流可能出現很大的各次諧波分量,產生極大的制動力矩使差動元件拒動,為此設置差動速斷元件,當短路電流達到4~10倍額定電流時,速斷元件動作出口。 

          選用諧波制動差動保護時,同樣應注意制動線圈的接入方式,其原則與BCH-1型相同。不同的是LCD型差動繼電器4DKB的一次側制動線圈,接入方式有其獨特的要求。

          二、采用全功能型主變微機差動保護裝置
                公司生產的992兩圈主變差動保護裝、993三圈主變差動保護裝置主要適用于110KV、66KV、35KV及以下電壓等級的三側均配微機后備保護的差動保護,產品具有差動速斷保護;比例差動保護(帶二次諧波制動、CT斷線閉鎖);CT斷線告警;Y/Y/△補償投入;非電量保護- 本體輕瓦斯-告警;本體重瓦斯-跳閘;有載輕瓦斯-告警;有載重瓦斯-跳閘;壓力釋放(投-跳閘;退-告警);溫度升高-告警;溫度超高-跳閘等保護功能。在測量量上具有測量高側電流:IAH、IBH、ICH;低側電流:IaM、IbM、IcM;差動電流:DIa、DIb、DIc;等功能。同時具備485、232、以太網,多種通訊接口,是主變壓器差動保護最好和選擇。

          三、 鑒別波形間斷角原理的差動保護
          鑒別波形間斷角原理的差動保護,是利用勵磁涌流波形間存在較大的間斷角,而短路電流波形間無間斷角的兩種波形間的差別,區別出是涌流還是短路,從而躲過勵磁涌流的影響,并利用制動特性躲過不平衡電流影響而構成的差動保護。
                采用該原理構成的差動保護有BCD型系列及JCD型系列繼電器。常用的有BCD-23、BCD-32A、BCD-22A及JCD-2A、JCD-4A型變壓器差動保護。
                這里要指出的是,變壓器勵磁涌流的間斷角一般為120°~180°。為了可*地躲過各種變壓器勵磁涌流,θb(閉鎖角)應取勵磁涌流間斷角的下限120°,若取可*系數為2,則θb=60°。
                綜上所述,相對于采用速飽和特性的差動繼電器,反映間斷角原理及二次諧波制動原理的差動保護,因采用比率制動特性避越外部短路的不平衡電流,都具有動作時間快(不必將一般非周期分量衰減后,再動作),最小動作電流小(小于變壓器額定電流)的優點。可以預見隨著農村電網不斷發展完善,一些由新原理構成的差動保護也將越來越多地被農村電網所采用。

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