數(shù)字發(fā)電機(jī)和干式變壓器差動(dòng)保護(hù)的試驗(yàn)方法

渠道：關(guān)鍵詞：摘要：干式變壓器、發(fā)電機(jī)等大型主設(shè)備價(jià)格昂貴。干式變壓器和發(fā)電機(jī)主保護(hù)的縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)失靈時(shí)，應(yīng)及時(shí)準(zhǔn)確地將其從電力系統(tǒng)中切除，以確保設(shè)備不被損壞。模擬發(fā)電機(jī)和干式變壓器在實(shí)際故障中的現(xiàn)狀，進(jìn)行差動(dòng)試驗(yàn)，驗(yàn)證保護(hù)動(dòng)作的正確性是非常重要的。

關(guān)鍵詞：數(shù)字差動(dòng)保護(hù)測(cè)試方法

眾所周知，干式變壓器和發(fā)電機(jī)的主要電氣保護(hù)是縱向電流差動(dòng)保護(hù)，其保護(hù)原理成熟，成功率高。從常規(guī)的繼電保護(hù)到晶體管保護(hù)再到現(xiàn)在的微機(jī)保護(hù)，保護(hù)原理沒(méi)有太大變化，但是實(shí)現(xiàn)這種保護(hù)的硬件平臺(tái)隨著電子技術(shù)的發(fā)展在不斷升級(jí)，使得我們?nèi)粘５牟僮骱途S護(hù)更加方便和容易。傳統(tǒng)的繼電差動(dòng)保護(hù)是通過(guò)差動(dòng)CT的接線方式和變比的不同進(jìn)行角度修正和電流補(bǔ)償，而微機(jī)保護(hù)中與保護(hù)裝置相連的CT是全星形接線，然后通過(guò)軟件移相進(jìn)行角度差修正，通過(guò)平衡系數(shù)進(jìn)行電流補(bǔ)償，使差動(dòng)電流在正常運(yùn)行時(shí)為零，當(dāng)干式變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，差動(dòng)電流很大，保護(hù)動(dòng)作。由于干式變壓器正常運(yùn)行和故障時(shí)至少有六個(gè)電流(高低壓側(cè))，而我們使用的微機(jī)保護(hù)測(cè)試儀只能產(chǎn)生三個(gè)電流，為了模擬主變壓器實(shí)際故障時(shí)的電流情況進(jìn)行差動(dòng)測(cè)試，我們需要清楚地了解微機(jī)差動(dòng)保護(hù)的原理，然后在做出測(cè)試結(jié)果之前進(jìn)行正確的接線，從而驗(yàn)證保護(hù)動(dòng)作的正確性。

我們以電南京自動(dòng)化設(shè)備總廠電網(wǎng)公司ND300系列發(fā)電機(jī)變壓器組差動(dòng)保護(hù)為例，詳細(xì)說(shuō)明測(cè)試方法。其他廠家應(yīng)該也差不多。本文選擇NDT302型ND300系列數(shù)字式干式變壓器保護(hù)裝置作為試驗(yàn)對(duì)象。本型號(hào)差動(dòng)保護(hù)整定值(組)見(jiàn)表1:

表1NDT302干式變壓器保護(hù)裝置保護(hù)定值一覽表

我們先來(lái)分析一下微機(jī)差動(dòng)保護(hù)的算法原理。以Y/-11主變壓器接線為例，傳統(tǒng)的繼電差動(dòng)保護(hù)通過(guò)將主變壓器的二次CT接成和Y形，平衡主變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)30度相位差，然后通過(guò)二次CT比值的差值平衡電流。接線時(shí)，連接到差動(dòng)繼電器的電流需要相差180度，即反極性連接。具體接線見(jiàn)圖1:

圖1

但微機(jī)保護(hù)要求CT每側(cè)Y型接線連接保護(hù)裝置。顯然，相移是由軟件完成的。我們來(lái)分析一下微機(jī)軟件的移相原理。ND300系列干式變壓器差動(dòng)保護(hù)軟件移相為Y型側(cè)。對(duì)于側(cè)電流的連接，TA二次電流的相位不調(diào)整。電流平衡以移相后的Y側(cè)電流為基礎(chǔ)，側(cè)電流乘以平衡系數(shù)平衡電流。如果側(cè)接-11，軟件相移矢量圖如圖2所示：

圖2

可以看出，如果在高壓側(cè)增加一個(gè)相電流，就會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)相位差電流。對(duì)于Y/-11接線的主變壓器，如果只在高壓側(cè)A加電流，A和C之間會(huì)有差動(dòng)電流；如果只在高壓側(cè)B增加電流，則A和B之間會(huì)有不同的電流.那么如果用只能產(chǎn)生三相電流的繼電保護(hù)測(cè)試儀進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)測(cè)試，加電流的方法如下： #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

(1)高壓側(cè)增加a相，低壓側(cè)增加a相和c相(繼電保護(hù)測(cè)試儀a相作為高壓側(cè)a相，繼電保護(hù)測(cè)試儀b相和c相作為主變壓器低壓側(cè)a相和c相，繼電保護(hù)測(cè)試儀a相、b相和c相的角度分別為0、180和-180)。我們想測(cè)試主變壓器的A相差動(dòng)保護(hù)，但是如果高壓側(cè)只施加A相電流，C相必然會(huì)產(chǎn)生差動(dòng)電流。因此，除了A相電流驗(yàn)證主變壓器低壓側(cè)的微分方程外，還應(yīng)該向C相施加電流，以平衡C相中A相產(chǎn)生的微分電流。以下兩點(diǎn)類似。

(2)高壓側(cè)加B相，低壓側(cè)加A相和B相(高壓側(cè)用繼電保護(hù)測(cè)試儀A相做B相，主變壓器低壓側(cè)用繼電保護(hù)測(cè)試儀B相和C相做B相和A相，繼電保護(hù)測(cè)試儀A相、B相和C相角度分別為0、180和-180)。

(3)高壓側(cè)加C相，低壓側(cè)加C、B相(繼電保護(hù)測(cè)試儀A相作為高壓側(cè)A相，繼電保護(hù)測(cè)試儀B、C相作為主變壓器低壓側(cè)C、B相，繼電保護(hù)測(cè)試儀A、B、C相角度分別為0、180、-180)。

(4)分析下面差動(dòng)保護(hù)的曲線和動(dòng)作方程。該差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作曲線如圖3所示：

圖3

比率微分作用方程為：

保護(hù)會(huì)起作用。如果現(xiàn)在把5年的電流加到高壓側(cè)A，我們就可以計(jì)算出使保護(hù)工作在低壓側(cè)水平線段所需的電流范圍。測(cè)試的前提是使高低壓側(cè)電流(同相)相差180度。如果A的相電流滿足以下等式，則設(shè)低壓側(cè)待加電流為I:

由此可以看出，如果高壓側(cè)施加的電流大于5A，則可以通過(guò)將低壓側(cè)的電流增加到5.27A以上或1.45A以下來(lái)滿足閾值，并且相A可以在曲線的水平部分移動(dòng)。顯然，由于相移，C相會(huì)產(chǎn)生5A的差動(dòng)電流。所以為了防止C相的差動(dòng)保護(hù)，需要在低壓側(cè)C加一個(gè)5/1.485=3.37A的電流來(lái)平衡。

以上只是一個(gè)例子。讀者也可以先將低壓側(cè)電流相加，然后根據(jù)不等式等式計(jì)算出差動(dòng)保護(hù)高壓側(cè)要加的電流原理

假設(shè)在高壓側(cè)加5A電流，要使差動(dòng)動(dòng)作，則低壓側(cè)所加電流I要滿足的方程為：

由以上不等式可以看出如果在主變高壓側(cè)加5A的電流，則在低壓側(cè)A相1.43A7.25A時(shí)，差動(dòng)保護(hù)在曲線的直線部分動(dòng)作。

以上就是干式變壓器和發(fā)電機(jī)數(shù)字式差動(dòng)保護(hù)的試驗(yàn)方法，本文的主要目的就是通過(guò)做試驗(yàn)來(lái)加深繼電保護(hù)工作者對(duì)差動(dòng)保護(hù)原理的理解，反過(guò)來(lái)，當(dāng)我們對(duì)其原理理解的透徹了，相信還會(huì)有更好的試驗(yàn)方法。

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