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1、14 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 35KV變壓器差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)動(dòng)作的原因分析 學(xué)生姓名 夏 羿 學(xué) 號(hào) 2009307332 專 業(yè) 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動(dòng)化 班 級(jí) 20093073 指導(dǎo)教師 何 安 國(guó) 評(píng)閱教師 何 安 國(guó) 完成日期 年月日目 錄摘要:2前言2一35KV變壓器差動(dòng)保護(hù)介紹21.1 35KV變壓器差動(dòng)保護(hù)簡(jiǎn)述31.2 35KV變壓器差動(dòng)保護(hù)的特點(diǎn)31.3 35KV變壓器差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作原理41.4 35KV變壓器差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍及優(yōu)缺點(diǎn)4二35KV變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作分析及處理52.1 不平衡電流增大引起的誤動(dòng)作52.1.1受電流互感器變流比影響52.1.2受電流互感器接線方式的影
2、響52.1.3各側(cè)電流互感器型號(hào)不同52.1.4電流互感器飽和52.1.5電流互感器斷線52.1.6電流互感器變流比不配套或接線錯(cuò)誤62.1.7整定值不合理或者差動(dòng)繼電器接線不正確62.1.8 變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭產(chǎn)生不平衡電流62.2 變壓器勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)作62.3 電磁干擾的因素引起的誤動(dòng)作62.4 差動(dòng)保護(hù)電流互感器二次回路接觸不良或開(kāi)路62.5 變壓器差動(dòng)保護(hù)二次回路接地問(wèn)題72.6 電流互感器二次電纜絕緣問(wèn)題72.7 變壓器差動(dòng)保護(hù)用電流互感器的選擇7三變壓器差動(dòng)保護(hù)提高可靠性的措施83.1 提高安裝質(zhì)量，加強(qiáng)基建管理83.2 新投設(shè)備應(yīng)做躲涌流實(shí)驗(yàn)83.3 變壓器投運(yùn)后，必須利
3、用負(fù)荷電流來(lái)檢查CT回路接線正確83.4 減小CT誤差93.5 加強(qiáng)運(yùn)行管理93.6 35KV變壓器投運(yùn)前，差動(dòng)回路正確性的檢查方法9四35KV變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作案例分析10致 謝13參考文獻(xiàn)1435KV變壓器差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)動(dòng)作的原因分析學(xué)生：夏 羿指導(dǎo)老師：何安國(guó)（三峽電力職業(yè)學(xué)院）摘要：電力變壓器是電力系統(tǒng)中最關(guān)鍵的主設(shè)備之一，它承擔(dān)著電壓變換，電能分配和傳輸，并提供電力服務(wù)。因此,變壓器的正常運(yùn)行是對(duì)電力系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保證。隨著大容量機(jī)組、新建變電站陸續(xù)投入電網(wǎng)運(yùn)行，電力系統(tǒng)不斷增大，繼電保護(hù)的原理結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜。差動(dòng)保護(hù)具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，它是通過(guò)比較變壓器兩側(cè)電
4、流的大小與相位來(lái)區(qū)分是內(nèi)部故障還是外部故障，主要用來(lái)保護(hù)雙繞組或三繞組變壓器繞組內(nèi)部及其引出線上發(fā)生的各種相間短路故障，同時(shí)也可以用來(lái)保護(hù)變壓器單相匝間短路故障。所以被廣泛應(yīng)用于變壓器的主保護(hù)。作為主設(shè)備主保護(hù)的微機(jī)型縱聯(lián)差動(dòng)(簡(jiǎn)稱縱差或差動(dòng))保護(hù)，雖然經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)，但是還存在一些誤動(dòng)作的情況，由于自然災(zāi)害或人為的因素，如保護(hù)定值整定錯(cuò)誤、二次回路接線不規(guī)范、電流互感器極性接反等，造成變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作的情況時(shí)有發(fā)生。這將造成變壓器的非正常停運(yùn)，會(huì)影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，影響對(duì)用戶的供電，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。為了保證差動(dòng)保護(hù)正確動(dòng)作，本文闡述了35KV變壓器差動(dòng)保護(hù)原理，分析了可能引起差動(dòng)
5、保護(hù)繼電器誤動(dòng)作的原因，提出了切實(shí)可行的防范措施，以及差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作的解決方法。關(guān)鍵詞：變壓器，差動(dòng)保護(hù)，主保護(hù)，誤動(dòng)作，防范措施，解決方法前言：在國(guó)內(nèi)35KV及以下的變電所中，普遍采用的保護(hù)是以分立式繼電器構(gòu)成的。其最大的特點(diǎn)是二次回路構(gòu)成簡(jiǎn)單、直觀明了、經(jīng)濟(jì)、可靠、靈敏。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，就會(huì)伴隨著電流突增、電壓突降以及電流與電壓間相位差角發(fā)生變化，這些基本特點(diǎn)就構(gòu)成了各種不同原理的繼電保護(hù)裝置。作為變壓器主保護(hù)的縱聯(lián)差動(dòng)（簡(jiǎn)稱差動(dòng)）保護(hù)，正確動(dòng)作率始終在百分之五十到百分之六十徘徊，這對(duì)變壓器的安全和系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行很不利。造成變壓器差動(dòng)保護(hù)不正確動(dòng)作是多方面的，與設(shè)計(jì)研究、制造、安裝調(diào)
6、試和運(yùn)行維護(hù)部門(mén)都有關(guān)系，雖然實(shí)際工作中各個(gè)相關(guān)的制造廠家都在不斷的改進(jìn)技術(shù)，提高差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的可靠性和穩(wěn)定性，但是變壓器差動(dòng)保護(hù)錯(cuò)誤動(dòng)作的事例仍然很多。所以，本論文研究了35KV變壓器差動(dòng)保護(hù)的原理，以及差動(dòng)保護(hù)的錯(cuò)誤動(dòng)作的情況，并分析了差動(dòng)保護(hù)錯(cuò)誤動(dòng)作的原因，并研究出了解決方法以及防范措施，希望能提高35KV變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。一35KV變壓器差動(dòng)保護(hù)介紹1.1 35KV變壓器差動(dòng)保護(hù)簡(jiǎn)述變壓器的差動(dòng)保護(hù)是變壓器的主保護(hù)，是按照循環(huán)電流原理裝設(shè)的。主要用來(lái)保護(hù)雙繞組或三繞組變壓器繞組內(nèi)部及其引出線上發(fā)生的各種相間短路故障，同時(shí)也可以用來(lái)保護(hù)變壓器單相匝間短路故障。在繞組變
7、壓器的兩側(cè)均裝設(shè)的有電流互感器，其二次側(cè)按循環(huán)電流法接線，即如果兩側(cè)電流互感器的同極性端都朝向母線側(cè)，則將同極性端子相連，并在兩接線之間并聯(lián)接入電流繼電器。在繼電器線圈中流過(guò)的電流是兩側(cè)電流互感器的二次電流之差，也就是說(shuō)差動(dòng)繼電器是接在差動(dòng)回路的。重理論上來(lái)講，正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，差動(dòng)回路電流為零。實(shí)際上由于兩側(cè)電流互感器的特性不可能完全一致等原因，在正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，差動(dòng)回路中仍然有不平衡電流Iumb流過(guò)，此時(shí)流過(guò)繼電器的電流Ik為Ik=I1-I2=Iumb要求不平衡電流應(yīng)當(dāng)盡量的小，以確保繼電器不會(huì)錯(cuò)誤動(dòng)作。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生相間短路故障時(shí)，在差動(dòng)回路中由于I2改變了方向或等于零（無(wú)電
8、源側(cè)），這時(shí)流過(guò)繼電器的電流為I1與I2之和，即Ik=I1+I2=Iumb能使繼電器可靠動(dòng)作。變壓器差動(dòng)保護(hù)的范圍是構(gòu)成變壓器差動(dòng)保護(hù)的電流互感器之間的電氣設(shè)備、以及連接這些設(shè)備的導(dǎo)線。由于差動(dòng)保護(hù)對(duì)保護(hù)區(qū)外的故障不會(huì)動(dòng)作，因此差動(dòng)保護(hù)不需要與保護(hù)區(qū)外相鄰元件保護(hù)在動(dòng)作值和動(dòng)作時(shí)限上相互配合，所以在區(qū)內(nèi)故障時(shí)，可以瞬時(shí)動(dòng)作。1.2 35KV變壓器差動(dòng)保護(hù)的特點(diǎn)35KV變壓器差動(dòng)保護(hù)是用某種通信通道將電氣設(shè)備兩端的保護(hù)裝置縱向聯(lián)接起來(lái)，并將兩端的電氣量進(jìn)行比較，從而判斷保護(hù)是否動(dòng)作。根據(jù)基爾霍夫電流定律，保護(hù)范圍內(nèi)流入與流出的電流應(yīng)該相等（變壓器應(yīng)該歸算到同側(cè)）。當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，其流入與
9、流出的電流就不相等了。差動(dòng)保護(hù)就是根據(jù)這個(gè)不平衡電流動(dòng)作的。因此，這種保護(hù)方法有很高的動(dòng)作選擇性和靈敏度，適用于保護(hù)大容量、強(qiáng)電流、高電壓及對(duì)靈敏度要求高的電氣設(shè)備。所以，這種方法廣泛用于保護(hù)大容量、高電壓的變壓器，并以其優(yōu)越的保護(hù)性能成為大容量、高電壓變壓器的主要保護(hù)方法。然而值得注意的是，由于變壓器在結(jié)構(gòu)和運(yùn)行上具有一些特點(diǎn)，因此在實(shí)際運(yùn)行中保護(hù)范圍內(nèi)無(wú)故障時(shí)，差動(dòng)保護(hù)裝置也具有較大的不平衡電流，這種不平衡電流可能引起差動(dòng)保護(hù)裝置的錯(cuò)誤動(dòng)作。另外，即使考慮了變壓器差動(dòng)保護(hù)的這些特點(diǎn)并加以修正，由于這種保護(hù)裝置的復(fù)雜性在有些情況下也常出現(xiàn)一些誤動(dòng)作現(xiàn)象。1.3 35KV變壓器差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作原
10、理差動(dòng)保護(hù)被稱為具有絕對(duì)選擇性的快速保護(hù)。其原理基于基爾霍夫電流定律。根據(jù)基爾霍夫電流定律，電路中任一結(jié)點(diǎn)流入與流出的電流相量和為零。將流入元件的電流與流出元件的電流的相量和稱為差動(dòng)電流。如圖1所示，當(dāng)變壓器正常運(yùn)行或發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，差動(dòng)電流為零，差動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)，差動(dòng)電流不為零，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。差動(dòng)保護(hù)由于電流互感器飽和、變壓器變比等因素影響，會(huì)產(chǎn)生不平衡電流。針對(duì)各種因素引起的不平衡電流，采取引入制動(dòng)電流，使差動(dòng)保護(hù)不誤動(dòng)作。根據(jù)差動(dòng)電流與制動(dòng)電流比值大小來(lái)判斷保護(hù)是否動(dòng)作，稱為比率差動(dòng)。由于主變各側(cè)額定電流大小不等，以及各側(cè)電流互感器變比不相同，差動(dòng)保護(hù)要根據(jù)變壓器變比及各
11、側(cè)電流互感器變比將各側(cè)二次電流進(jìn)行折算，使差動(dòng)電流能真實(shí)反應(yīng)實(shí)際一次差動(dòng)電流。1.4 35KV變壓器差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍及優(yōu)缺點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)作為35KV變壓器的主保護(hù)，它的保護(hù)范圍為主變各側(cè)差動(dòng)TA之間的一次電氣部分，即：主變引出線及變壓器線圈發(fā)生多相短路。 單相嚴(yán)重的匝間短路。 在大電流接地系統(tǒng)中保護(hù)線圈及引出線上的接地故障。35KV變壓器差動(dòng)保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是能夠迅速的有選擇性的切除保護(hù)范圍的故障，當(dāng)接線正確調(diào)試得當(dāng)?shù)臅r(shí)候，不會(huì)發(fā)生誤動(dòng)。其缺點(diǎn)是對(duì)變壓器內(nèi)部不嚴(yán)重的匝間短路反應(yīng)不夠靈敏。差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)一般是相互配合來(lái)完成保護(hù)主變?nèi)蝿?wù)的。二35KV變壓器差動(dòng)保護(hù)錯(cuò)誤動(dòng)作分析及處理2.1 不平衡電流增
12、大引起誤動(dòng)作：2.1.1 受電流互感器變流比的影響由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同， 為了保證縱差動(dòng)保護(hù)的可靠工作， 就必須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變流比， 使得在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)兩側(cè)二次電流相等所以變壓器差動(dòng)保護(hù)不但要比較兩側(cè)電流的幅值和相位， 還必須考慮電流互感器變流比的影響。根據(jù)差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算過(guò)程， 差動(dòng)保護(hù)高、低壓側(cè)互感器變流比原則是： 高壓側(cè)互感器的一次額定電流要稍大于主變壓器高壓側(cè)額定電流的1732倍，低壓側(cè)互感器的一次額定電流稍大于主變壓器低壓側(cè)額定電流。差動(dòng)保護(hù)用高、低壓側(cè)電流互感器變流比配置若不合適， 會(huì)引起差流增大。綜合自動(dòng)化變電站的微機(jī)差動(dòng)保護(hù)配有制動(dòng)裝置，
13、不會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)。但是常規(guī)站的電磁型繼電器差動(dòng)保護(hù)裝置。在區(qū)外大故障電流的影響下就易發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)作事故。2.1.2 受電流互感器接線方式的影響例如， 對(duì)于Y，dl1接線的變壓器其兩側(cè)電流的相位差30，這時(shí)，應(yīng)該將變壓器星形側(cè)的3只電流互感器接成三角形， 而將變壓器三角形側(cè)的3只電流互感器接成星形，從而使二次電流移相， 把二次電流的相位校正過(guò)來(lái)。2.1.3 各側(cè)電流互感器型號(hào)不同由于變壓器各側(cè)電流互感器型號(hào)不同。即各側(cè)電流互感器的飽和特性和勵(lì)磁電流不同會(huì)引起不平衡電流 該不平衡電流必須滿足電流互感器的1O 誤差曲線的要求。2.1.4 電流互感器飽從電流互感器的暫態(tài)傳變特性可知。在外部故障、空載合閘或
14、故障切除電壓恢復(fù)的暫態(tài)過(guò)程中， 伴隨工頻電流的非周期分量和諧波分量電流， 將使變壓器差動(dòng)保護(hù)兩側(cè)不同型號(hào)的電流互感器因嚴(yán)重的非線性飽和而不一致 從而造成差動(dòng)電流增大，致使差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。2.1.5 電流互感器斷線如果電流互感器二次回路斷線，必然造成斷線相電流降低，從而引起差流增大。這時(shí)，區(qū)外故障的故障電流或者空載合閘的勵(lì)磁涌流就可能造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。2.1.6 電流互感器變流比不配套或接線錯(cuò)誤1 電流互感器三相變流比不一致三相變流比不一致， 差動(dòng)繼電器內(nèi)就有大的環(huán)流存在，差流就大，躲過(guò)外部故障引起的不平衡電流的能力就差。導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)作。比如：某變電站2號(hào)主變壓器差動(dòng)用高壓側(cè)U 相電流互感器變
15、流比為755而VW 兩相電流互感器變流比為1005 此差動(dòng)保護(hù)裝置就存在誤動(dòng)作隱患。2 高、低壓側(cè)電流互感器極性相序不一致低壓側(cè)電流互感器如果極性接反， 那么流入差動(dòng)繼電器的差流就是高、低壓側(cè)電流的迭加。此迭加電流極易造成差動(dòng)-N 護(hù)躲不過(guò)外部故障引起的不平衡電流而頻繁誤動(dòng)；而高壓側(cè)互感器如果極性接反(或者相序接錯(cuò))，會(huì)引起相序混亂，在低壓側(cè)接線正確的情況下。差流等于兩側(cè)電流相量組成長(zhǎng)方形的對(duì)角線這個(gè)電流也會(huì)造成差動(dòng)保護(hù)躲不過(guò)外部故障引起的不平衡電流而頻繁誤動(dòng)。2.1.7 整定值不合理或者差動(dòng)繼電器接線不正確例如差動(dòng)繼電器的低壓側(cè)接線繞過(guò)平衡II繞組， 這樣整定值就與理論計(jì)算不一致， 致使不平
16、衡電流增大，也會(huì)引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。另外 差動(dòng)繼電器短路線圈匝數(shù)也要選擇適當(dāng)，一般選擇在C-C位置。2.1.8 變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭產(chǎn)生不平衡電流帶負(fù)荷調(diào)整變壓器的分接頭實(shí)際上就是改變變壓器的變壓比。如果差動(dòng)保護(hù)已按照某一變壓比調(diào)整好則當(dāng)分接頭改換時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的不平衡電流流人差動(dòng)回路。此時(shí)不可能再用重新選擇平衡線圈匝數(shù)的方法來(lái)消除這個(gè)不平衡電流，因?yàn)樽儔浩鞯姆纸宇^經(jīng)常改變，而差動(dòng)保護(hù)的電流回路在帶電的情況下是不能進(jìn)行操作的， 只能在差動(dòng)保護(hù)的整定值計(jì)算中予以考慮。22 變壓器勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)作空投變壓器或者外部故障切除后電壓恢復(fù)的過(guò)程中。由于變壓器鐵心中的磁通不能變， 會(huì)在變壓器一次繞
17、組中產(chǎn)生很大的勵(lì)磁涌流，通常為其額定電流的2-6倍，最大可達(dá)8倍以上。由于勵(lì)磁涌流只在充電側(cè)流入變壓器， 會(huì)在差動(dòng)回路中產(chǎn)生很大的不平衡電流引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。目前運(yùn)行的微機(jī)保護(hù)裝置一般采用比率制動(dòng)或者二次諧波制動(dòng)裝置， 可有效躲開(kāi)勵(lì)磁涌流的影響。電磁型差動(dòng)繼電器中一般裝有速飽和變流器，也能提高保護(hù)裝置躲避變壓器勵(lì)磁涌流的能力。運(yùn)行中要避免大的空投勵(lì)磁涌流的產(chǎn)生 在空投前應(yīng)該檢查變壓器擋位選擇是否合適。如果所在擋位線圈的額定電壓比電網(wǎng)電壓小太多，使變壓器鐵心深度飽和，將進(jìn)一步增大勵(lì)磁涌流。2. 3 電磁干擾的因素引起的誤動(dòng)作隨著微機(jī)保護(hù)技術(shù)的逐步成熟，微機(jī)保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，電
18、力系統(tǒng)保護(hù)裝置的全面微機(jī)化已經(jīng)是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的潮流。然而由于變電站開(kāi)關(guān)場(chǎng)內(nèi)的電磁環(huán)境比控制室惡劣的多，變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置不可避免受到外部干擾的影響。例如一些強(qiáng)的電磁干擾進(jìn)入裝置，將使裝置采樣異常，都將在變壓器差動(dòng)保護(hù)的差動(dòng)回路中形成不平衡電流，造成變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。為防止電磁干擾，微機(jī)保護(hù)常采用光電隔離技術(shù)，屏蔽措施來(lái)解決這一問(wèn)題。2. 4 差動(dòng)保護(hù)電流互感器二次回路接觸不良或開(kāi)路因互感器二次回路接觸不良或開(kāi)路而使縱差保護(hù)誤動(dòng)作的現(xiàn)象，年年都有發(fā)生。因此，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)差回路差流的運(yùn)行監(jiān)視及對(duì)保護(hù)裝置維護(hù)，在保護(hù)裝置安裝調(diào)試之后，或變壓器大修后投運(yùn)之前，應(yīng)仔細(xì)檢查電流互感器二次回路，擰緊二次回路
19、中各接線端子的螺絲，且螺絲上應(yīng)有彈簧墊或防振片。也可以采用兩根電纜并聯(lián)作為縱差保護(hù)的二次引線，來(lái)防止發(fā)生二次回路開(kāi)路。25 變壓器差動(dòng)保護(hù)二次回路的接地問(wèn)題電流回路存在兩點(diǎn)接地現(xiàn)象，一個(gè)接地點(diǎn)在保護(hù)柜內(nèi)，另一個(gè)在開(kāi)關(guān)端子箱內(nèi)。這樣兩個(gè)接地點(diǎn)之間的地電位相差較大，在雷雨天氣或附近有電焊作業(yè)時(shí)，易在差動(dòng)元件中產(chǎn)生差流使保護(hù)誤動(dòng)作。因此應(yīng)該認(rèn)真執(zhí)行反措要求，在縱差保護(hù)二次電流回路中只設(shè)一個(gè)可靠接地點(diǎn)，該接地點(diǎn)宜選在保護(hù)柜內(nèi)。26 電流互感器二次電纜絕緣問(wèn)題在工程中，因電流互感器二次電纜絕緣降低，造成縱差保護(hù)誤動(dòng)作的現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生。這多是因施工單位在施工過(guò)程中，不按照規(guī)定施工，在鋪設(shè)電纜時(shí)將電纜外殼劃
20、破，電纜長(zhǎng)度不夠時(shí)用兩根電纜對(duì)接，在焊接電纜護(hù)管時(shí)帶著電纜焊接，將電纜燙傷，這種種現(xiàn)象在工程中都有發(fā)生，給保護(hù)安全運(yùn)行埋下了隱患。因此，在主設(shè)備檢修時(shí)，定期檢查電流回路二次電纜各芯線對(duì)地及各芯線之間的絕緣。用1000V絕緣電阻表測(cè)量，各絕緣電阻值應(yīng)滿足規(guī)程要求。另外，接端子線的外露部分盡量要短，以免因振動(dòng)等原因而造成接地或相間短路。2. 7變壓器差動(dòng)保護(hù)用電流互感器的選擇變壓器差動(dòng)保護(hù)所用的電流互感器涉及不同電壓等級(jí)、不同變比、各側(cè)型號(hào)不同，這就造成了各互感器的傳變暫態(tài)特性不一致，有可能造成保護(hù)的誤動(dòng)或拒動(dòng)。通常500kV怕 電流互感器選用考慮暫態(tài)特性的TP級(jí)，220kV及以下各側(cè)的電流互感器
21、一般選用P級(jí)。TP級(jí)互感器的鐵心均有氣隙，它們使鐵心剩磁減少到飽和磁密的lO以下，大大改善了互感器的暫態(tài)傳變性能。P級(jí)互感器的鐵心沒(méi)有氣隙，剩磁大，易飽和，其暫態(tài)傳變性能較差。變壓器差動(dòng)保護(hù)用的電流互感器選型要考慮經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性，TP級(jí)互感器在技術(shù)上是最好的，但是價(jià)格昂貴，而且低壓側(cè)TP級(jí)互感器體積大，在封閉結(jié)構(gòu)母線中很難安裝。因此，在選型時(shí)如無(wú)特殊要求，且P級(jí)互感器能滿足實(shí)際需要，首先考慮選用P級(jí)互感器，避免了經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)和安裝上的困難。另外，選擇二次電纜時(shí)，電流互感器二次回路電纜芯線的截面應(yīng)足夠大，對(duì)于長(zhǎng)電纜，其芯線截面應(yīng)不小于4mm 。三變壓器差動(dòng)保護(hù)提高可靠性的措施31 提高安裝質(zhì)量、
22、加強(qiáng)基建管理運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明差動(dòng)保護(hù)的不正確動(dòng)作大多發(fā)生在新設(shè)備投運(yùn)后，或二次回路變動(dòng)后。固此必須在新設(shè)備投運(yùn)時(shí)，認(rèn)真驗(yàn)收，詳細(xì)試驗(yàn)，做到圖紙正確，符合運(yùn)行實(shí)際；定值正確；做到定值通知單、試驗(yàn)報(bào)告和繼電器及CT的實(shí)際位置三一致試驗(yàn)項(xiàng)目齊全，特別是負(fù)荷電流的檢剩正確；二次回路正確、完整；各部位螺絲緊固，總之，使新設(shè)備處于健康狀態(tài)下投運(yùn)。32 新投設(shè)備應(yīng)做躲涌流試驗(yàn)新安裝差動(dòng)保護(hù)，在投運(yùn)時(shí)，要作五次的空投變壓器試驗(yàn)，以證明是否能躲過(guò)勵(lì)磁涌流。因?yàn)樵谡ㄓ?jì)算時(shí)或繼電器的原理如二次諧波制動(dòng)原理、間斷角原理，均已計(jì)及勵(lì)磁涌流的影響，但涌流的大小和衰減時(shí)間的長(zhǎng)短，與外加電壓合閘時(shí)的相位，鐵芯中剩余磁通大小和方
23、向，電源容量的大小、回路的阻抗及變壓器的太小、鐵芯性質(zhì)等因素有關(guān)，其值可達(dá)變壓器額定電流的68倍，經(jīng)過(guò)變換的勛磁涌流流入差動(dòng)繼電器，將可能造成保護(hù)誤動(dòng)作。所以應(yīng)通過(guò)實(shí)際空投變壓器試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)。33 變壓器投運(yùn)后、必須利用負(fù)荷電流來(lái)檢查差動(dòng)保護(hù)CT回路接線正確。(1)用通燈導(dǎo)通CT二次回路 CT極性、開(kāi)路、組別、相別的交叉綜合的錯(cuò)誤 在新安裝時(shí)，我們特別要防止發(fā)生這類(lèi)錯(cuò)誤，因?yàn)樗苋菀妆徽`判斷為接線正確。防止的方法，可以用通燈導(dǎo)通該CT二次回路，可于安裝就緒后或檢修工作完畢后在保護(hù)盤(pán)的端子上進(jìn)行，即在變壓器投運(yùn)前試驗(yàn)，如圖5所示。將a、b、c三相的試驗(yàn)端子開(kāi)路，至其他側(cè)(組)CT的線也從端子上斷開(kāi)
24、。即可用通燈依次導(dǎo)通a、b、C三相，由于電感元件的過(guò)渡過(guò)程，稍等一會(huì)燈才亮，通燈不亮即表明回路開(kāi)路，須查清開(kāi)路相別和具體地點(diǎn)。通過(guò)這一工作，可以減輕在投運(yùn)后通過(guò)六角圖及差流、差壓數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷的難度，可以避免誤判斷為接線正確。(2)根據(jù)所測(cè)六角圖，即可判斷差動(dòng)回路接線是否正確，現(xiàn)將判斷方法簡(jiǎn)述如下：a各側(cè)電流的Ia、Ib、Ic 應(yīng)當(dāng)為正相序，證明各側(cè)CT引入線相序正確b各側(cè)電流的Ia、Ib、Ic各相之間互差120左右，說(shuō)明各相電流基本對(duì)稱。C各側(cè)電流的Ia、Ib、Ic 太小基本一致，說(shuō)明本側(cè)的各相CT變比相同，誤差合乎規(guī)定。d各側(cè)二次電流相量所落的象限，應(yīng)與表計(jì)有功、無(wú)功指示的送受方向一致。e將
25、各二次電流折合成同一側(cè)的一次電流時(shí)、各同名相應(yīng)基本符合EI=0，即電源側(cè)的合成電流與負(fù)荷側(cè)的合成電流大小相等、方向相反，說(shuō)明各側(cè)CT的極性、變比、接線組別、相別的正確。在檢查高低側(cè)電流相量時(shí)，如兩側(cè)相量相同，則說(shuō)明極性接反，如兩側(cè)電流相差30的倍數(shù)角時(shí)，則可能是接線組別錯(cuò)誤。若兩側(cè)相量相差lO左右時(shí)(其中一側(cè)已反轉(zhuǎn)180 )，則可能是CT角誤差所造成，應(yīng)深入分析，提出措施，減小其角誤差。f如對(duì)BCH一型根據(jù)實(shí)際二次電流及實(shí)際整定匝數(shù)、計(jì)算繼電器內(nèi)的磁勢(shì)應(yīng)基本平衡。g測(cè)量繼電器內(nèi)二次線圈上的差流、差壓，應(yīng)符合規(guī)程規(guī)定的要求。根據(jù)以上各項(xiàng)檢查、分析，均符合要求，說(shuō)明差動(dòng)回路接線是正確的。34 減小
26、CT的誤差CT的誤差增大，將使差動(dòng)回路的不平衡電流增大、發(fā)生穿越故障，可能導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。為此、應(yīng)測(cè)差動(dòng)CT的伏安時(shí)性、二次負(fù)擔(dān)、錄制10%誤差曲線，保證在最大穿越性短路電流時(shí)，誤差不超過(guò)10% ，如CT誤差超出規(guī)定，可采取以下措施：a采用高飽和特性的CTb加大二次電纜截面，來(lái)降低CT二次負(fù)擔(dān)c采用較大變比的CTd采用兩組CT串聯(lián)使用，這樣變比未變，CT每組的負(fù)擔(dān)將減小一半。35 加強(qiáng)運(yùn)行管理在正常運(yùn)行中，要按規(guī)定的周期和項(xiàng)目進(jìn)行定期檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)缺陷要及時(shí)處理，對(duì)每次不正確動(dòng)作，均要做好分析，提出針對(duì)性的措施當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生較大變化時(shí)要及時(shí)核算定值，予以更改，同時(shí)要搞好技術(shù)培訓(xùn)、提高繼保人員、運(yùn)
27、行、安裝人員業(yè)務(wù)水平等。36 35KV變壓器投運(yùn)前，差動(dòng)回路正確性的檢查方法如果當(dāng)變壓器投運(yùn)后，負(fù)荷電流過(guò)小，又不能倒負(fù)荷時(shí)、無(wú)法利用六角圖的測(cè)試來(lái)分析判斷差動(dòng)保護(hù)接線的正確性，應(yīng)在投運(yùn)前做下列之一的試驗(yàn)，以替代負(fù)荷檢查。(1)外加電源試驗(yàn)：在主變高壓側(cè)施加電源 將主變低壓側(cè)短路、測(cè)量各側(cè)CT二次電流相量，進(jìn)行分析比較，判斷CT接線是否正確，外加電源可以有以下兩種辦法：a用一條專用線路b用一臺(tái)足夠容量的低壓變壓器無(wú)論用哪種方法，應(yīng)注意合理選擇外加電源的容量及電壓，以防通電損壞設(shè)備。(2)用單相越流法來(lái)檢查各側(cè)CT接線此法較外加電源法簡(jiǎn)單，雖不夠?qū)嶋H，但通過(guò)仔細(xì)分析，也可判斷回路接線的正確性。試
28、驗(yàn)方法簡(jiǎn)述如下 將主變高低壓側(cè)引線用I臨時(shí)跨接線連接，在差動(dòng)CT的外側(cè)高壓側(cè)裝短路接地線一組，在低壓側(cè)外加試驗(yàn)電源，按相分別加電流，測(cè)量各惻各試驗(yàn)端子間的電流的太小和相位，以及繼電器的差流、差壓等。綜合分析判斷，確認(rèn)差動(dòng)回路接線的正確性。四35KV變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作案例分析4.1 案例現(xiàn)象某新投運(yùn)的35kV變電站，站內(nèi)配置有兩臺(tái)主變壓器，#1主變運(yùn)行期間發(fā)生兩側(cè)斷路器跳閘的事故，事故發(fā)生前該站運(yùn)行方式是#1主變?cè)诳蛰d運(yùn)行狀態(tài)、 主變?cè)诶鋫溆脿顟B(tài)。事故發(fā)生后變電站運(yùn)行人員到現(xiàn)場(chǎng)檢查，現(xiàn)場(chǎng)#1主變的兩側(cè)斷路器在分閘位置，查看主變保護(hù)裝置，發(fā)現(xiàn)#1主變保護(hù)裝置差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，裝置顯示報(bào)文“差動(dòng)保護(hù)動(dòng)
29、作”，顯示故障電流A相032A，B相035A，C相041A；查看#2主變保護(hù)裝置，裝置同樣顯示“差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作”，故障電流A相039A，B相035A，C相038A；檢查故障錄波及其它監(jiān)控裝置無(wú)故障信息。4.2 檢查情況及原因分析針對(duì)保護(hù)動(dòng)作情況對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面檢查分析，初步分析有以下幾種原因可能會(huì)引起差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作： 差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)的一次設(shè)備發(fā)生異常；差動(dòng)保護(hù)裝置誤動(dòng)； 電流回路誤接線。根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行逐一檢查，并結(jié)合保護(hù)動(dòng)作前后的系統(tǒng)運(yùn)行情況分析判斷如下： 對(duì)差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)的一次設(shè)備進(jìn)行全面的檢查未發(fā)現(xiàn)異常，絕緣測(cè)試合格，相關(guān)試驗(yàn)項(xiàng)目合格，且故障錄波及其他監(jiān)控裝置無(wú)故障信息，從而可以確認(rèn)一次設(shè)備無(wú)
30、異常；用繼電保護(hù)測(cè)試儀對(duì)差動(dòng)保護(hù)裝置進(jìn)行全面的校驗(yàn)，并帶斷路器傳動(dòng)試驗(yàn)，保護(hù)裝置正確動(dòng)作； 檢查差動(dòng)保護(hù)CT二次接線、極性正確。以上檢查項(xiàng)目均未發(fā)現(xiàn)異常。最后將變壓器高壓側(cè)接線端子箱CT接地點(diǎn)拆除后測(cè)量絕緣電阻，結(jié)果絕緣值顯示為零，從而確定差動(dòng)電流回路存在兩點(diǎn)接地的情況。檢查發(fā)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)屏柜里處有第二個(gè)接地點(diǎn)。圖2為CT兩點(diǎn)接地示意圖，圖3為兩點(diǎn)接地一次接地電流流經(jīng)差動(dòng)保護(hù)示意圖。按照“繼電保護(hù)反事故措施”要求電流互感器的二次回路必須分別并且只能有一點(diǎn)接地。獨(dú)立的、與其他互感器二次回路沒(méi)有電的聯(lián)系的電流互感器二次回路，宜在斷路器場(chǎng)地實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)接地。如圖3所示。從差動(dòng)保護(hù)兩點(diǎn)接地電流流向圖看，當(dāng)電
31、力系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，有較大的接地電流流人變電站地網(wǎng)，兩點(diǎn)間會(huì)產(chǎn)生較大的電位差，因?yàn)榧词菇拥攸c(diǎn)處在同一接地網(wǎng)絡(luò)，也并非是絕對(duì)等電位，所以在兩點(diǎn)之間會(huì)出現(xiàn)電位差。差動(dòng)保護(hù)電流二次回路兩點(diǎn)接地時(shí)，因電位差產(chǎn)生的電流南高地電勢(shì)通過(guò)差動(dòng)繼電器流向低地電勢(shì)。當(dāng)此電流值大于差動(dòng)繼電器設(shè)定的定值時(shí)，無(wú)論變壓器在何種狀態(tài)(運(yùn)行、空載、冷備用、熱備用)，都會(huì)引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。所以差動(dòng)保護(hù)電流的二次回路必須只能有一點(diǎn)接地。從以上分析可以看出本次 1主變空載運(yùn)行及#2主變?cè)诶鋫溆脿顟B(tài)下，差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作原因是由于電流二次回路出現(xiàn)兩點(diǎn)接地，同時(shí)由于系統(tǒng)發(fā)生接地故障，故障電流流過(guò)該變電站地網(wǎng)造成的。4.3 防范措施造成
32、此次事故的直接原因，是由于#1、#2主變差動(dòng)電流二次回路出現(xiàn)兩點(diǎn)地接，在工程施工及驗(yàn)收過(guò)程中沒(méi)有嚴(yán)格按照繼電保護(hù)反事故措施要求執(zhí)行，存在非常大的安全隱患，最后造成投運(yùn)后變壓器差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)作，針對(duì)以上的問(wèn)題，結(jié)合分析情況，提出如下防范措施。 新建或擴(kuò)、改建工程中對(duì)用于差動(dòng)保護(hù)的電流二次回路必須認(rèn)真把好圖紙?jiān)O(shè)計(jì)及圖紙審查關(guān)，包括圖紙的初設(shè)、會(huì)審等每一個(gè)環(huán)節(jié)都要認(rèn)真審查，馬虎不得。特別在保護(hù)改造或設(shè)備更換的工程中，應(yīng)注意做好相關(guān)保護(hù)二次回路的更改設(shè)計(jì)，這是杜絕留下安全隱患的前提和基礎(chǔ)。 施工調(diào)試過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照反事故措施、相關(guān)規(guī)程規(guī)定，做好施工人員的技術(shù)交底，對(duì)有錯(cuò)誤的地方應(yīng)及時(shí)提交工程聯(lián)系單，
33、杜絕“隨意施工，野蠻施工”現(xiàn)象。一、二次設(shè)備的接地必須分開(kāi)，電流互感器的二次回路必須分別并且只能有一點(diǎn)接地。獨(dú)立的、與其他互感器二次回路沒(méi)有電的聯(lián)系的電流互感器二次回路，宜在斷路器場(chǎng)地實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)接地，確保繼電保護(hù)裝置與接地網(wǎng)的可靠連接，在繼電保護(hù)室內(nèi)敷設(shè)接地銅排網(wǎng)，接地銅排網(wǎng)與主接地網(wǎng)可靠連接。在調(diào)試驗(yàn)收過(guò)程中，每一位調(diào)試人員、驗(yàn)收人員都應(yīng)有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，一絲不茍。對(duì)電流二次回路進(jìn)行一點(diǎn)接地檢查時(shí)，將接地點(diǎn)拆除測(cè)量絕緣電阻是否合格，檢查結(jié)束后必須將回路恢復(fù)到正常狀態(tài)下。 為保證繼電保護(hù)的可靠動(dòng)作，對(duì)新安裝或更換后的保護(hù)裝置，除了正常的調(diào)試驗(yàn)收外，必須進(jìn)行帶負(fù)荷測(cè)試，目的是核對(duì)所有接入保護(hù)裝置的
34、電流和電壓的相別、相位、變比、保護(hù)的功率方向及二次回路接線，確認(rèn)其正確后，方可投人運(yùn)行。4.4 結(jié)語(yǔ)從以上案例可以知道，任何細(xì)小的錯(cuò)誤都有可能引起繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)作，哪怕是一根接地線或是設(shè)備在空載或備用狀態(tài)下。因此無(wú)論是新建、擴(kuò)建工程，還是技改工程，都必須充分認(rèn)識(shí)和重視二次回路誤接線這個(gè)問(wèn)題，只有在工程施工過(guò)程中切實(shí)做好技術(shù)交底，調(diào)試驗(yàn)收工作，提高相關(guān)技術(shù)人員的意識(shí)，按照相關(guān)規(guī)程、反措要求施工，才能從根本上杜絕不必要的二次回路誤接線，從而保證繼電保護(hù)裝置的正確動(dòng)作和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。致 謝光陰似箭，日月如棱。三年的時(shí)間，在我們漫長(zhǎng)的人生旅途中是那么的短暫，但是，這短短的三年是最真誠(chéng)的青春，
35、是最純真的歲月，是最美麗的大學(xué)生活，我們的自學(xué)能力在這里得到提升，我感謝所有的恩師：是您賦予我們最有意義的收獲；是您帶領(lǐng)我們走進(jìn)知識(shí)殿堂；是您給我們一個(gè)全新的角度去發(fā)現(xiàn)美、創(chuàng)造美、欣賞美，給我們美的眼睛去發(fā)現(xiàn)世界的美，感悟生活的美；是您教會(huì)我們珍惜友誼和時(shí)間；是您給了我們看世界的眼睛，是你們用博大的胸懷，給予我們最無(wú)私的關(guān)懷和奉獻(xiàn)。通過(guò)了這一階段的努力，我的畢業(yè)論文終于完成了，這也意味著大學(xué)生活即將結(jié)束。在大學(xué)階段，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益匪淺，這除了自身的努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵(lì)是分不開(kāi)的。在本論文的寫(xiě)作過(guò)程中，我的導(dǎo)師何安國(guó)老師傾注了大量的心血，重選題到開(kāi)題報(bào)告，重
36、寫(xiě)作提綱到一遍又一遍的指出稿中出現(xiàn)的具體問(wèn)題，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘，在此，我表示衷心的感謝。同時(shí)我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友，回想整個(gè)論文的寫(xiě)作過(guò)程，雖有不易，卻讓我除卻浮躁，經(jīng)歷了思考和啟示，也更加深切地體會(huì)了差動(dòng)保護(hù)的精髓和意義，因此倍感珍惜。我將銘記我曾是一名三峽電力學(xué)院的學(xué)子，在今后的工作中把三峽電力學(xué)院的優(yōu)良傳統(tǒng)發(fā)揚(yáng)光大。在三峽電力職業(yè)學(xué)院兩年半的求學(xué)生涯中，結(jié)下了許多志同道合的朋友，他們給予我了在生活上的關(guān)照，人生道路上的啟迪以及學(xué)習(xí)上的幫助在此，祝愿他們的明天更加燦爛輝煌!最后，還得把深深的感激送給我的父母，他們對(duì)我的關(guān)心與支持，伴我度過(guò)
37、了浸漫的求學(xué)路；他們的鼓勵(lì)與鞭策，更是我勇往直前的動(dòng)力源泉感激之情無(wú)以言表，謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給他們!參考文獻(xiàn) 1 CBZ-8000變電站自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)及使用說(shuō)明書(shū).許繼電氣股份公司. 2 朱聲石.高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)原理與技術(shù).北京.中國(guó)電力出版社.3 連杰.電力安全技術(shù)J.一起變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作事故分析,2009(3).4 王海盈，陳晨電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)探討J中國(guó)電子商務(wù)，2010，(2)5 陸省明綜合論述變電站繼電保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)J.中國(guó)科技博覽，2010，(30) 6 江蘇省電力公司電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與實(shí)用技術(shù)M北京：中國(guó)電力出版社7 國(guó)家電力調(diào)度通信中心發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)應(yīng)用M北京：中國(guó)電力出版社. 8 陳曾田 電力變壓器保護(hù) 水利電力出版社1987年1月.9 張道明、許敬賢 電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 中國(guó)工業(yè)出版社，1965年9月 10 王鈞英等新編保護(hù)繼電器校驗(yàn)M.北京：中國(guó)電力出版社11 熊潔，黃利華. 變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作原因分析.
電力系統(tǒng)繼電保護(hù)畢業(yè)設(shè)計(jì).doc
