一、变压器保护分类
1、500KV自耦变压器
1.1 500KV自耦变压器主保护分为三类差动:
1)纵联差动(纵联差动速断保护、纵联比率差动保护、纵联比率变化量差动保护):由高、中、低各侧开关CT组成的传统纵联差动保护。
2)分相差动(分相差动速断保护、分相比率差动保护、分相比率变化量差动保护):由高、中压侧开关CT及低压侧三角绕组(套管)CT组成的分相差动保护。
3)分侧差动:由高、中压侧开关CT、公共绕组套管CT组成。
1.2 500KV变压器差动保护差流计算:
1)纵联差动:差动电流与制动电流的相关计算,都是在电流相位校正和平衡补偿后的基础上进行。变压器各侧CT二次电流相位由软件自动校正,采用在Y侧进行校正相位。例
如对于Y0/Δ-11的接线,其校正方法如下:IA’ = (IA-IB)/根号3;IA’为校正后的Y侧校正后的电流
差动电流=高压侧校正后电流 + 中压侧平衡系数中压侧校正后电流 +低压侧平衡系数低压侧相电流
2)分相差动:
差动电流=高压侧相电流 + 中压侧平衡系数中压侧相电流 + 低压套管CT侧平衡系数低压套管绕组相电流
中压侧平衡系数 = (中压侧CT变比/高压侧CT变比)(中压侧额定电压/高压侧额定电压); 低压套管CT侧平衡系数 = (低压套管CT变比/高压侧CT变比)(低压侧额定电压根号3/高压侧额定电压)
3)分侧差动
差动电流=高压侧相电流 + 中压侧平衡系数中压侧相电流 + 公共绕组平衡系数*公共绕组相电流
中压侧平衡系数 = 中压侧CT变比/高压侧CT变比;公共绕组平衡系数 = 公共绕组CT变比/高压侧CT变比
1.3 差动保护异常检测和一些判别
1)CT断线:
正常情况下判断CT断线是通过检查构成差动的所有相别的电流中有一相或两相无流且差流大于差流越限门槛值,即判为CT断线。
2)PT断线:PT断线检测逻辑分为三相断线和不对称断线两种判据:
第一三相电压均小于18V,判断为PT三相断线,延时10s发PT断线告警信号;
第二自产3U0 大于18V,且三个线电压不相等并且存在两个线电压之差大于18V(用于区分小电流接地系统的一点接地),判断为PT不对称断线,1延时0s发PT断线告警信号;
第三保护启动后不再进行PT断线检测。
3)整组复归判别:
保护启动后,如果连续2s内差流均不越限,则差动保护整组复归。
4)差流越限告警:
正常情况下监视各相差流异常,延时5s发异常告警信号,判据如下:
各相差流>0.3倍差动电流启动定值
1.4 后备保护功能说明
1)相间阻抗保护及接地阻抗保护:阻抗保护通常作为500kV及以上大型变压器短路故障的后备保护,由保护启动、阻抗测量、延时、电压回路断线闭锁元件等部分组成。
第一保护启动元件:有突变量启动和负序电流启动,其中突变量启动同主保护,负序电流启动元件负序电流大于0.2倍的额定电流
第二阻抗测量元件:相间阻抗保护采用0° 接线,电压选取各线电压,电流取对应的线电流。接地阻抗也采用0°接线,交流量取自本侧的CT和PT,其计算公式如下:
Z=Uφ/(Iφ+K*3I0) 其中的Uφ、Iφ都是相电流向量
2)复压闭锁过流保护:复压元件由低电压和负序电压“或”门构成,动作判据为:Min(Uab 、Ubc 、Uca )小于低电压定值或者U2大于负序电压定值
Uab 、Ubc 、Uca 为三个线电压; U2为负序相电压 开放电压闭锁
3)零序方向过流保护:该保护反应大电流接地系统的接地故障,作为变压器和相邻元件的后备保护。采用自产零序电流。
零序方向元件中的零序电压和零序电流均采用自产,动作范围为 ;当方向指向变压器时,最大灵敏角为-100°;方向指向母线时,最大灵敏角 为80°
4)零序反时限保护:在变压器高后备、公共绕组后备保护中配有零序反时限保护。在高后备零序反时限保护中零序电流采用自产 ,高压侧固定取套管CT;公共绕组后备保护
取自产零流。反时限特性为IEC标准反时限曲线,对应的公式如下:
零序反时限时间常数定值 Tp可整定;
零序反时限指数EXP 固定为0.02;
零序反时限基准电流 Ip可整定;
3I0为零序电流。
5)失灵联调变压器各侧断路器:高压侧失灵联跳开入引自高压侧母线保护变压器失灵联跳动作信号。中压侧失灵联跳开入引自中压侧母线保护失灵联跳主变的动作信号。
装置检测到失灵联跳开入后经30ms延时跳变压器各侧断路器。当装置检测到任何一个失灵联跳开入连续10s存在,则发出开入异常告警信号并闭锁保护。
6)过励磁保护:变压器会由于电压升高或者频率降低出现过励磁,过励磁保护能有效地防止变压器因过励磁造成的损坏。
7)低压侧绕组过流保护:低压侧绕组过流保护及复压过流保护作为低压侧的总后备,采用低压侧套管CT电流判别。低压侧套管CT电流采用公式折算至套管外的电流
8)低压分支过流保护:低压1分支、低压2分支的过流保护及复压过流保护采用本分支开关CT电流。逻辑同复压闭锁过流保护
9)公共绕组零序过流保护:
电流通过专有的公共绕组CT接入,设有公共绕组零序过流保护、零序反时限保护、三相公共绕组电流过负荷告警(延时8s发出告警信号)等功能,均可根据控制字投退。
自耦变压器公共绕组零序电流保护采用自产零序电流。3I0大于大于定值延时8s告警
10)过负荷告警、启动通风、闭锁调压:装置各侧和公共绕组都设有过负荷告警功能,高压侧还设有启动通风、闭锁调压功能,均可根据控制字投退。电流>定值延时8s告警
11)零序过压告警:零序过压告警作为变压器小电流接地系统侧接地故障的后备保护,只发相应告警信息。3U0>定值
12)三相不一致:中压侧后备配置三相不一致功能,设置一段一时限。经零序电流定值及负序电流或门出口,电流定值和时间定值均可整定。
13)保护动作后启动失灵逻辑:变压器各侧开关的启动失灵触点取自变压器保护装置的保护动作触点。
2、220KV及110KV三卷变
220KV及110KV变压器保护功能基本相同,都是纵联差动保护,包括变化量差动和差速断 原理同500KV变压器