主设备变压器保护谐波制动改进.pdf

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1、第22卷第7期电力自动化设备VOI.22NO.72002年7月EIectricPOwerAutOmatiOnEguipmentJuI.2002!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!主设备变压器保护谐波制动改进赵永彬，卢毅（东南大学电气工程系，江苏南京210096）摘要：传统的变压器保护采用励磁涌流中二次谐波的含量区分是励磁涌流还是故障电流，从而对差动继电器进行闭锁。但在空投或故障切除后恢复供电时，变压器发生某些故障，如轻微匝间故障，励磁涌流与故障电流

2、叠加，由于变压器容量、电压等级、变压器的铁芯结构等因素影响，励磁涌流可能长达5S才能衰减，此时可能造成变压器保护的实际拒动。针对上述原理的缺陷，提出二次谐波的涌流加速原理，充分利用CPU的快速处理能力，使变压器在发生上述故障时快速动作，提高保护的动作时间。关键词：变压器；差动继电器；励磁涌流；涌流加速中图分类号：TM771；TM581.4文献标识码：A文章编号：1006-6047（2002）07-0001-05然出现不同程度的间断。故障电流很大时，由于非0引言周期分量的影响，故障时1~2个周波内电流可能偏变压器在空投或故障切除后恢复供电

3、时，由于向时间轴的一侧，在数学处理滤除非周期分量后，考变压器剩磁的存在及磁通的暂态特性，通过铁芯的虑基频电流分量仍然分布在时间轴两侧。在二次谐磁通量!很大，造成变压器铁芯的饱和，暂态励磁波制动原理的基础上，采用样波法，利用预先设定的电流（即励磁涌流）很大。作为近似且简化分析，不波宽为"的标准波与采样电流进行正交，利用正交计合闸回路的所有电阻（二次负荷电阻除外），即励分量的大小，结合二次谐波比值大小，可以很好地反磁涌流为不衰减的周期性准稳态电流，可用傅里叶应电流是励磁涌流还是故障电流。级数作谐波分析，由数学分析可知，此三相电流中有i不同含

4、量的二次谐波，利用该特点，一些传统变压器保护采用三相分相二次谐波制动原理闭锁差动继电c(a)励磁涌流器。因合闸时多种因素的影响，不同相二次谐波含i量存在极大的分散性，I2/I1的大小难以确定，空投时存在误动的可能，实际运行也证明存在这种可能。从数学分析和动模录波数据看，总有一相的二次谐c波含量>15%，所以一些公司和制造厂采用三相(b)内部故障电流i“或”门二次谐波制动原理在空投时闭锁差动继电器，使保护不误动，这种方法可以有效解决空投不误动，但变压器空投时发生轻微匝间故障时，要求保护c(c)不平衡电流快速动作。这种“或”门闭锁方式在带有

5、匝间短路的图1典型电流波形图变压器空载合闸时，差动保护因非故障相的励磁涌Fig.1ThewavechartOftypicaIcurrent流而闭锁，保护只有在励磁涌流衰减后才会动作。由于变压器的容量、合闸角、电压等级、铁芯材料结［1，2］1二次谐波制动原理选取构等因素的影响，励磁涌流可能很长时间才会衰减，从而造成变压器保护的实际拒动，严重时将会引起变压器在空投或故障切除后恢复供电时，三相变压器烧毁。励磁涌流中不同程度的含有二次谐波分量，由于变如图1所示，励磁涌流的特点偏向时间轴一侧，压器的三相合闸角度的分散性、变压器的剩余磁通波形出现不

6、同程度的间断，而故障电流的特点是连及变压器饱和磁通密度的影响，根据波形分析，三相续不间断。利用两种电流波形的特点，可以改进二电流的间断角不一致，最小相的波形间断角可能只次谐波制动原理，以便很好地区分出励磁涌流和故有60左右，最大相波形间断角>120，三相中二次障电流，变压器空投或故障切除后恢复供电时发生谐波分量的含量不一样，根据空投录波和动模录波轻微匝间故障，保护都能快速动作。由于变压器合分析，最小相的二次谐波含量可能<7.5%，最大相闸角度的影响，励磁涌流可能对称于时间轴，电流仍的二次谐波含量>30%，为了使在变压器空投或故障切除后恢

7、复供电时保护不误动，通常采用选取三收稿日期：2001-12-17；修回日期：2002-01-04相电流中最大二次谐波含量闭锁差动保护，一般选电力自动化设备2002年"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""取l5%~20%的比值便可以很好地闭锁差动保护。的分散性，有些相的二次谐波含量可能小于7.5%，制动关系如下：甚至更小，所以式（2）中K2值选取即使很小，达到max（I2A/IlA，I2B/IlB，I2C/IlC）!Kl（l）7.5%，也不能可靠的闭锁

8、保护。由于电力系统高压式中IlA，IlB，IlC为A，B，C三相差流；I2A，I2B，I2C超高压长线路及电缆的使用，补偿电容或电缆容性为A，B，C三相差流中二次谐波的含量。电流的影响，即使变压器不是空投，