6 免调试
● 在采样回路中,选用高精度、高稳定的器件,保证正常运行的高精度,避免因环境改变或长期运行而造成采样误差增大;
● 细微的软件自动调整,提升装置精度; ● 完善的自检功能,满足状态检修的要求;
● 装置中无可调节元件,无需在现场调整采样精度,同时可提高装置运行的稳定性;
? PST-1200系列变压器保护的原理及应用
一、 变压器简介
1、根据用途分类: A.电力变压器
降压变 升压变 配电变 联络变 B.电炉变压器
二次电压低,电流大 C.整流变压器
工作电流波形为不规则的非正弦波 D.工频试验变压器 E.电抗器 F.调压器
G.矿用变压器
H.其它特种变压器(电磁式PT、CT)
2、电力变压器的性能参数: A.额定容量(包括各侧容量) B.相数(单相或三相) C.频率 D.额定电压
E.绕组接线方式和联结组 F.变压器冷却方式 G.绝缘水平 H.负载特点
I.安装特点(户内或户外)
J.短路阻抗→成本随阻抗增加而增加
K.负载损耗→基本损耗(直流电阻)和附加损耗(涡流和漏磁)
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L.空载损耗 M.空载电流
3、变压器的数学模型电路: A)两卷单相变压器数学模型电路
R1U1i1idMi2L1L2R2U2
B)三相变压器绕组联结方式
A B C A B C
X Y Z
X Y Z
Y形 △形
三相变压器绕组Z型联结:
A B C
C)自耦变压器
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uA1 uB1 uC1
uC2 uA2 uB2
A
a
X x
二、变压器保护用TA及对差动保护的影响
差动保护动作速度快(20~30ms),变压器各侧电流互感器在传变电流时的暂态特性应尽可能的一致。以免出现过大的暂态不平衡电流,造成差动保护误动。目前,220Kv系统中大量使用P级电流互感器,500KV系统使用带暂态特性的TP型电流互感器(T—暂态,P—保护)。TP型电流互感器有四种型号:有闭路铁心的TPS和TPX,有气隙铁心的TPZ和TPY;TPS型为底漏磁,其误差由励磁特性和匝数比偏差来确定,剩磁不限;TPX型在规定条件下峰值误差不超过10%,剩磁不限。
铁心气隙对电流互感器的影响 1、铁心气隙对暂态性能的影响
(1)加长电流互感器到达饱和的时间,即比闭路铁心电流互感器有更长的时间保持电流线性传变关系,关键是使剩磁减小到饱和磁密的10%以下。
(2)电流互感器励磁电抗显著减小,空载电流互感器的电流汲出效应严重,增大了差动保护的不平衡电流,相应地降低了该保护的灵敏度;在几个有气隙铁芯电流互感器并接的场合(如环形母线、一个半断路器接线等),汲出电流可能使断路器失灵保护误动作。
(3)铁芯气隙使剩磁大大减小,因此在切除短路后.电流互感器铁芯磁通由短路状态的很高值逐渐下降到很低的剩磁值.使二次电流继续存在(残余电流)较长时间,这容易引起灵保护误动作。 2,气隙对电流互感器稳态性能的影响
由于气隙的存在.使电流互感器励磁电流比闭路铁芯的大,稳态的电流互感器幅值误差和相角误差均加大,一般更多地影响测量仪表的精度,对灵敏的差动保护也有少许影响,即稳态平衡电流要略大些,动作整定值应稍作提高。 3,有铁芯气隙电流互感器的优点和缺点
与闭路铁芯的电流互感器作对比,有隙铁芯的电流互感器有以下优点: (1)剩磁大大减小,改善电流互感器暂态特性; (2)电流互感器时间常数减小,使铁芯截面缩小;
(3)为避免饱和,在同一电流下.闭路铁芯电流互感器尺寸大; (4)二次开路电压小(励磁电抗小);
(5)二次侧功率因数对为防止饱和而加大尺寸的影响,有隙铁芯电流互感器比闭路铁芯电流互感器小。 4、有隙铁芯BA的缺点:
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(1)励磁电流大,电流互感器误差大;
(2)汲出电流大,残余电流延续时间长,易引起保护的误动或降低保护的灵敏度;
(3)比闭路铁芯电流互感器的机械强度低、价格高;
(4)铁芯气隙使电流互感器二次漏电抗增大,影响电压(高阻抗)差动保护的整定值和灵敏度
(5)气隙的尺寸和结构可能经一段时间后会发生些微变化,影响特性的稳定。
5、电流互感器的暂态饱和对差动保护的影响
保护用电流互感器要求在规定的一次电流范围内,二次电流的合误差不超出规定值。对于有铁芯的电流互感器,形成误差的最主要因数是铁芯的非线性励磁特性及饱和。
电流互感器的饱和可分为:
①稳态饱和:大容量短路稳态对称电流引起的饱和;
②暂态饱和:短路电流中含有非周期分量和铁芯存在剩磁而引起的饱和。 两类饱和的特性有很大不同,引起的误差也差别很大。
在同样的允许误差条件下,考虑暂态饱和要求的互感器铁芯截面可能是仅考虑稳态饱和的数倍互数十倍。
A.稳态饱和特性及对策
当电流互感器通过的稳态对称短路电流产生的二次电动势超过一定值时,互感器铁芯将开始出现饱和其特点是:畸变的二次电流呈脉冲形,正负半波大体对称,畸变开始时间小于5ms(1/4周波)。二次电流有效值将低于未饱和的情况。对于反映电流值的保护,如过电流保护和阻抗保护等,饱和将使灵敏度降低,对于差动保护差电流取决于两侧互感器饱和特性的差异。
例如:1200/5的电流互感器,制造部门提供的规范为5P20,30VA,5P为准确等级,30VA为二次负荷额定值,20为准确限制系数(ALF),电流互感器在额定负荷下,二次极限电动势
En=ALF2I2(Rct+Rbm)
此时综合误差应不超过5%,综合误差也可适用10%(10P)当前工程中,经常遇到的问题是短路电流过大,ALF不满足要求,但实际负荷比额定负荷小得多。
B.暂态饱和
短路电流一般含有非周期分量,这将使电流互感器的变特性严重恶化,原因是电流互感器的励磁特性是按工频设计。在变单效频率很低的非周期分量时,
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铁芯的磁通(励磁电流)需要大大增加。
是否考虑短路电流的暂态过程,电流互感器分为P和TP类,P类电流互感器要求ΦAC情况下不饱和(纯交流)而TP类电流互感器要求整个工作情况下的总磁通ΣΦ=ΦAC+ΦDC不饱和,因此要求TP类的铁芯远大于P类。
非周期分量导致互感器暂态饱和时二次电流波形是不对称的,开始饱和的时间较长,但铁芯有剩磁时,将加重饱和程度和缩短开始饱和时间。
为了减缓暂态饱和对保护的影响,需要采取必要的措施。这种措施有两类,一类是保护装置具备减缓饱和影响的能力,另一类是选择适当的电流互感器类型和参数。
保护对电流互感器两大要求: ①保证保护的可依赖性。(不影响保护的可靠性)
②保证保护的安全性(不会导致保护误动或无选择动作) 保护装置抗饱和的能力
母差外部故障时各支路的短路电流分布可能很不均匀,饱和情况可能不一致。为保证母差保护的正确性,要求母线保护装置必须采取措施,减缓暂态饱和的影响并不对电流互感器提出特殊要求。母线差动为标准的满足基尔霍夫定律因母线本身无电感铁芯电容等影响。
对于变压器差动保护,未提出明确要求。电流互感器本身与电力变压器一样也是采用同样的原理,因此保护要区分饱和的原因是电流互感器还是变压器本身引起。目前国内的主变保护产品未采取合适的方法。有厂家采取了一些方法但效果不理想,存在差动保护误动的情况,特别是空载合闸于故障变压器时。
暂态饱和与稳态饱和的波形特征不同采取措施时也要区别对待。 针对TA饱和问题,国内外提出一些判别TA饱和的方法:
(1) 采用附加额外电路来检测TA饱和,现场工作不方便; (2) 提高定值,降低保护动作灵敏度; (3) 采用流出电流判别的比率差动保护; (4) 异步法TA饱和判别,利用TA饱和时电流波型中谐波含量高、
波形明显不对称等特征;
(5) 时差法;TA饱和时,差动电流比制动电流落后; (6) 利用电压与差电流的变化不同步;
三、变压器内部故障主保护
A.概述
主保护:瓦斯保护和差动保护 1、瓦斯保护
瓦斯保护为变压器本体内故障的一种主要保护,特别是铁心故障。无论差动保护还是其他内部短路保护如何改进,都不能代替瓦斯保护,当然瓦斯保护也不能代替差动保护,电气故障是瓦斯保护的反映较慢。
瓦斯保护在运行中,误动较多,主要为回路和瓦斯继电器本身的故障率较高。对于保护装置,只起到记录动作信息和转换保护动作出口的作用。
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