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1不平衡電流產生的原因及防範措施
1.1勵磁湧流的影響及防範措施
變壓器在正常執行時,它的勵磁電流只流過變壓器的電源測,因此,通過電流互感器反 映到差動迴路中就不能被平衡。在正常情況下,變壓器勵磁電流不過為變壓器額定電流的2% ~3%;在外部故障時,由於電壓降低,勵磁電流也相應減少,其影響就更小。在實際整定 時可以不必考慮。
但是,在變壓器空載投入和外部故障切除後電壓恢復時,則可能產生數值很大的勵磁湧 流,其數值可達變壓器額定電流的6~8倍。勵磁湧流中含有大量的非週期分量和高次諧波分 量。勵磁湧流的大小與合閘瞬間外加電壓的相位,鐵芯中剩磁的大小和方向以及鐵芯的特性 有關。
若正好在電壓最大值時合閘,則不會出現勵磁湧流,而只有正常時的電流。但對於三 相變壓器而言,由於三相電壓相位不同,無論在任何瞬間合閘,至少有兩相要出現程度不同 的勵磁湧流。勵磁湧流可分解成各次諧波,以二次諧波為主,同時在勵磁湧流波形中還會出 現間斷角。
勵磁湧流的波形如圖2。
為了防止變壓器勵磁湧流的影響,目前,在變壓器差動保護迴路中,通常採用下列措施:
1)採用速飽和的差動繼電器;
2)湧電流是否具有間斷角;
3)採用二次諧波制動。
1.2繞組連線方式不同的影響及糾正措施
變壓器各側繞組的連線方式不同,如雙繞組變壓器採用y,d接線,三繞組變壓器採用y,y,d接線 時,各側電流相位就不同。這時,即使變壓器各側電流互感器二次電流大小能相互匹配,但 不調整,相位差也會在差動迴路中產生很大的不平衡電流。
為了消除差動保護迴路中各側電流的相位差,通常採用相位補償的方法。即將變壓器星 形接線側電流互感器的二次繞組接成三角形,而將變壓器三角形接線側電流互感器的二次繞 組接成星形,使電流互感器二次電流相位得到校正。
採用了相位補償接線後,還應同時調整電流互感器的變比。在電流互整器二次繞線接 成三角形時,流入差動迴路的電流,是電流互感器二次繞組接成星形時電流的3倍。為了保證 主變正常工作及外部故障時,差動迴路中沒有電流,就要求在變壓器星形接線側的電流互整 器的變比增加倍。
1.3實際變比與計算變比不同的影響及消除措施
由於電流互感器選用的是定型產品,其變比都是標準化的,很難與通過計算得出的變比 相吻合,這樣就會在主變差動迴路中產生不平衡電流。
以一臺接線為y,d 11,額定容量為3 150 kva,電壓為115/10.5 kv的變壓器為例來說明 。其計算結果如附表1所示。
從表1可以看出,由於電流互感器實際變比與計算變比不完全相同,在正常情況下,滿負荷 時差動迴路中存在0.23 a的不平衡電流。當外部故障時,這種由於變比不吻合引起的不 平衡電流會更大。
為了消除這種不平衡電流,通常採用速飽和鐵芯的差動繼電器,利用它的平衡線圈,通過 磁勢平衡的原理實現。具體的原理分析這裡就不講述了。
1.4改變調壓檔位引起的不平衡電流及克服措施
電力系統中帶負荷調整變壓器分接頭是調節系統電壓的重要手段。改變調壓檔位實際 上就是改變變壓器的變比。而差動保護已按照某一變比調整好,當分接頭改換時,就會產生 一個新的不平衡電流流入差動迴路。
此時不可能再用重新選擇平衡線圈匝數的方法來消除這 個不平衡電流,這是因為變壓器的分接頭是經常在改變,而差動保護的電流回路在帶電時是 不可能進行操作的。因此,對由此產生的不平衡電流,通常是根據具體情況提高保護動作的 整定值加以克服。
1.5型號不同產生的不平衡電流及應對措施
由於變壓器各側電流互感器的型號不同,它們的飽和特性和勵磁電流(歸算到同一側 )就不相同,因此,在差動迴路中所產生的不平衡電流也就較大。
為了削減這種不平衡電流,保證差動保護的正確工作,一方面應按10%誤差曲線的要求 選擇各側電流互感器,以保證在外部故障的情況,其二次電流的誤差不超過10%,角度誤差 不大於7°;另一方面,在整定差動保護的動作電流時,引入一個同型係數ktx ,以反 映電流互感器型號的影響。當變壓器各側電流互感器同型號時,取ktx=0.5,當變壓 器各側電流互感器型號不同時,則取ktx=1。
這樣,當變壓器各側電流互感器型號不 同時,實際上是採用較大ktx值來提高差動保護的動作電流,以躲開不平衡電流的影 響。
2結束語
綜上所述,在主變差動保護中存在不平衡電流是不可避免的。只能根據不平衡電流產生 原因採取相應的措施來儘量減少不平衡電流,同時通過差動保護動作電流的科學整定,使變 壓器差動保護既能躲開不平衡電流的影響,又保證其有足夠的可靠性和靈敏性。
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