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Darüber hinaus gibt es mehrere anormale Betriebsbedingungen des Transformators, darunter hauptsächlich niedriger Ölstand, hohe Öltemperatur oder -druck, hohe Transformator-Sternpunktspannung, Überlast, Überstrom, Übererregung usw.

Um verschiedene Fehler oder anormale Arbeitsbedingungen zu überwachen, haben wir verschiedene Schutzfunktionen eingerichtet, die in Hauptschutz und Backup-Schutz unterteilt sind, und der Hauptschutz hat schnelle Aktionseigenschaften.


Teil 2: Differentialschutz


Der Längsdifferentialschutz ist einer der Hauptschutzfunktionen des Transformators, und der Schutz spricht unverzögert an, um die Schalter auf jeder Seite auszulösen. Der Schutzbereich ist der Teil zwischen den Stromwandlern auf jeder Seite des Differentialschutzes, einschließlich des Transformatorkörpers, der herausgeführten Leitungen zwischen dem Stromwandler und dem Transformator. Im Jahr 2017 hatte der Ableiter auf der 35-kV-Seite des Haupttransformators Nr. 2 einer 220-kV-Umspannstation einen AB-Phasenüberschlag, und das Ableiterchassis wurde durch Entladung zerstört; Da sich der 35-kV-Ableiter zwischen dem rheologischen Transformator und dem Haupttransformator auf der Niederspannungsseite des Haupttransformators befand, lag er innerhalb des Schutzbereichs der Längsdifferenz. Die beiden Schutzgruppen des Haupttransformators funktionierten alle korrekt, und der Fehler wurde isoliert.


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Grundlogik des Differentialschutzes


Der vorhandene Längsdifferentialschutz des Transformators verwendet eine Mikrocomputer-Schutzvorrichtung, und der Strom jeder Phase tritt jeweils in die Schutzvorrichtung ein, und der Längsdifferentialschutz wird durch einen Softwarealgorithmus realisiert. Am Beispiel einer Phase soll das Grundprinzip des Längsdifferentialschutzes verdeutlicht werden.


Der vom Schutzgerät „gefühlte“ Differenzstrom ist die Vektorsumme der Sekundärströme der beiden Spulen. Wie in Abbildung 1 gezeigt, wenn das System normal arbeitet oder extern kurzgeschlossen wird, sind die Sekundärströme der beiden Spulen gleich groß und haben entgegengesetzte Polarität, und der Differenzstrom ist 0, und der Schutz arbeitet nicht bei diesmal. Wie in Abbildung 2 dargestellt, sind bei einem Erdschluss innerhalb des Schutzbereichs die Sekundärströme in Größe und Polarität gleich, und der Differenzstrom ist die Summe der Sekundärströme. Bei Erreichen des Differenzstartwertes spricht der Schutz an.

Auf der Grundlage des obigen rheologischen Anschlussverfahrens für Sekundärspulen fügt der Längsdifferentialschutz den Stromvektoren auf verschiedenen Seiten Phasenanpassung, Nullstrombeseitigung und Amplitudenumwandlung hinzu, um ein Differentialstromberechnungsverfahren zu bilden, und führt dann das Bremsverhältnis ein charakteristische Kurve. Bilden die Grundlogik des Schutzes.


Am Beispiel der YN-d11-Verdrahtung sind der Schaltplan und das Stromzeigerdiagramm in Abbildung 3 dargestellt. Es ist ersichtlich, dass aufgrund einer Winkeldifferenz von 30° zwischen den High- und Low-Side-Zeigern die Vektorsumme der beiden Ströme während des normalen Betriebs nicht 0 ist und die Phasenwandlung zuerst erforderlich ist. Nach der Umwandlung haben die High- und die Low-Seite derselben Phase dieselbe Phase.

Es gibt zwei Methoden der Phasenumwandlung, eine basiert auf der Y-Seite, sodass die Stromphase der D-Seite mit der Stromphase der Y-Seite übereinstimmt, die als "Winkelstern" bezeichnet wird. Der häufigste Winkelsternschutz ist Narui Jibao RCS-978 usw., die Umrechnungsformel lautet:

Der andere basiert auf der Seite d, so dass die aktuelle Phase der Y-Seite mit der der d-Seite übereinstimmt, was als "Sternrotationswinkel" bezeichnet wird. Die meisten vorhandenen Schutzgeräte verwenden die Sternrotationswinkelmethode, und die Umrechnungsformel lautet:

Der Zweck der Nullstromeliminierung besteht darin, eine Fehlfunktion des Längsdifferentialschutzes zu verhindern. Wenn bei der YN-d-Verdrahtung ein Erdschluss außerhalb der Hochspannungsseite auftritt, fließt Nullstrom auf der Hochspannungs-Y-Seite, aber es gibt keinen Nullstrom auf der Niederspannungs-d-Seite und der Null -Sequenzströme auf beiden Seiten können nicht ausgeglichen werden, sodass der Differentialschutz versagt . Im Wandlungsmodus „Sterndrehwinkel“ hat die Differenz der beiden Ströme nach der Phasenverschiebung auf der Y-Seite den Nullstrom herausgefiltert, so dass keine Maßnahmen ergriffen werden müssen. Im „Winkel-zu-Stern“-Umwandlungsmodus wird die Nullstromkompensation am Stromvektor der Y-Seite durchgeführt, und die Kompensationsformel lautet:

Aufgrund des Unterschieds im Übersetzungsverhältnis des Transformators und dem rheologischen Übersetzungsverhältnis jeder Seite kann die Sekundäramplitude des Differenzstroms auf jeder Seite des Transformators während des normalen Betriebs oder bei externen Fehlern nicht gleich sein. Zu diesem Zeitpunkt ist es notwendig, eine Amplitudenumwandlung durchzuführen, den Stromwert auf einer Seite als Referenz zu nehmen, den Ausgleichskoeffizienten auf der anderen Seite gemäß der Spannung auf beiden Seiten und dem rheologischen Verhältnis zu berechnen und den Strom auf der anderen Seite zu multiplizieren Seite durch den Bilanzkoeffizienten, so dass die interne Berechnung des Geräte-Differenzdurchflusses 0 ist.


Um die Ansprechempfindlichkeit bei inneren Fehlern weiter zu verbessern und den Schiefstrom externer Fehler sicher zu vermeiden, setzt der Längsdifferentialschutz auf ein Differentialglied mit einer Übersetzungsbremskennlinie. Die vertikale Achse der Verhältnisbremskurve ist der Differenzstrom, die horizontale Achse ist der Bremsstrom, der obere Teil der Kurve ist der Aktionsbereich und der untere Teil ist der Bremsbereich. Die existierenden charakteristischen Kurven werden hauptsächlich in zwei Typen unterteilt: Zwei-Segment-Typ mit unterbrochener Linie und Drei-Segment-Typ mit unterbrochener Linie.


Die zweisegmentige Bremskurve mit gestrichelter Linie ist in der linken Figur von Fig. 4 gezeigt. Die Kurve kann vom ABC-Typ sein, der durch den Ursprung verläuft, oder vom ABD-Typ, der nicht durch den Ursprung verläuft. Die meisten Geräte sind vom Typ ABC.

Die aus drei Segmenten bestehende Bremskurve mit unterbrochener Linie ist in der rechten Figur von Fig. 4 gezeigt, die in zwei Typen unterteilt werden kann, eine ist die horizontale Linie für das AB-Segment und die andere ist die schräge Linie für das AB-Segment. Die Ausrüstung mit der horizontalen Linie im Abschnitt AB umfasst Guodian Nanzi PST-1200U, RET-316, Xuji WBH-801 und SEL-387 von ABB, und die Ausrüstung mit der schrägen Linie im Abschnitt AB umfasst Sifang CSC-326, Shenrui PRS -778 und Südschweizer RCS-978.


02

So prüfen Sie den Differentialschutz


Die Überprüfung des Längsdifferentialschutzes erfolgt gemäß der Verhältnisbremskennlinie, der Schutz oberhalb der Kurve spricht an und der Schutz unterhalb der Kurve wirkt nicht:


1) Wählen Sie einen Punkt aus. Wählen Sie 3–5 Punkte für die Verifizierung des Längsdifferentialschutzes aus, der erste Punkt wird auf der vertikalen Achse von Abbildung 4 ausgewählt, um den minimalen Betriebsstrom Iop.min zu verifizieren; der zweite und der dritte Punkt werden am Wendepunkt ausgewählt, um den Wendepunktstrom Ires zu verifizieren; Wählen Sie außerdem einen Punkt auf jeder Neigung aus, um die Neigung zu überprüfen.


2) Berechnen Sie den Wert. Berechnen Sie den Anlaufwertstrom, den Symmetriekoeffizienten und die Symmetrie jeder Seite des Transformators; Berechnen Sie dann die Stromstärke und den Phasenwinkel jeder Seite jedes Prüfpunkts gemäß der Verhältnisbremskurve des Geräts.


3) Überprüfen Sie die Kurve. Wenden Sie die Methode mit festen Variablen an, um einen Strom im Prüfpunkt festzulegen und die Größe des anderen Stroms zu ändern, um den Prüfpunkt nach oben und unten zum Aktionsbereich und zum Bremsbereich zu bewegen, um zu überprüfen, ob die Schutzvorrichtung ordnungsgemäß funktioniert.


03


Hilfskomponenten für den Differentialschutz


Um den Differentialschutz zuverlässiger zu machen, umfasst die Schutzlogik auch Komponenten wie Start, Schnellstopp und Sperre:


1) Startelement: Die Startvariable umfasst den Maximalwert des Dreiphasen-Differentialstroms, die Höhe der Strommutation usw. Wenn die Startvariable größer als ein beliebiger Startwert ist, öffnet das Schutzgerät den Differentialschutz.


2) Differential-Schnellschaltelement: Bei einem hohen Kurzschlussstrompegel erzeugt die zweite Oberwelle aufgrund der Sättigung des Stromwandlers ein enormes Bremsmoment und das Differentialelement weigert sich, sich zu bewegen. Um eine Schutzverweigerung zu vermeiden, ist im Gerät ein Differentialschnellschaltglied eingebaut. Wenn der Kurzschlussstrom das 4- bis 10-fache des Nennstroms erreicht, bewegt sich das schnell wirkende Element schnell zum Ausgang. Um außerdem eine fehlerhafte Wirkung des Schutzes aufgrund der Inkonsistenz der transienten Eigenschaften der Stromwandler auf jeder Seite bei einem großen Kurzschlussstrom zu verhindern, müssen die relevanten Eigenschaften der Stromwandler auf jeder Seite des Differentials Der Schutz der Hauptausrüstung einschließlich der Transformatoren sollte konsistent sein (Achtzehn Gegenmaßnahmen 15.1.10). Die Hochspannungsseite des Haupttransformators Nr. 2 einer Unterstation ist mit dem zweiten Strang der 2/3-Verkabelung verbunden, und dieser Strang ist mit einer anderen Verbindungsleitung verbunden; 2017 trat ein einphasiger Erdschluss an Phase B des Schalters im Strang auf, und zwei Differentialschutzsätze für den Haupttransformatorkörper Das Schnelltrennelement schaltet die Schalter auf jeder Seite des Haupttransformators ab; der Split-Phase-Stromdifferentialschutz auf beiden Seiten der Verbindungsleitung trennt die B-Phase des entsprechenden Seitenschalters, und dann ist die einphasige Wiedereinschaltung erfolgreich.


3) Erregendes Einschaltstrom-Sperrelement: Wenn der Airdrop-Transformator und der Kurzschluss außerhalb des Transformatorbereichs getrennt werden, wird ein enormer anregender Einschaltstrom erzeugt. Um zu verhindern, dass der durch den anregenden Einschaltstrom verursachte Differenzstrom zu Fehlfunktionen des Geräts führt, wird für den Längsdifferenzschutz ein Einschaltstrom-Sperrelement eingerichtet, das Wellenformverzerrung ( intermittierende oder asymmetrische Differenzstromform), Oberwellenidentifikation ( Inhalt der zweiten oder dritten Oberschwingung), Fuzzy-Identifikation Identifikation des Erreger-Einschaltstroms. Wenn der Transformator jedoch tatsächlich aus der Luft abgeworfen wird, insbesondere beim ersten Abwurf aus der Luft, funktioniert der Differentialschutz aufgrund unzureichender Entmagnetisierung des Hauptkörpers immer noch nicht, und der Oberwellengehalt des aus der Luft abgeworfenen Differenzstroms kann niedriger als die Oberwellen-Blockierungsschwelle sein. Um den Einfluss des Restmagnetismus auf die Transformator-Leerladung grundsätzlich zu eliminieren, können wir entmagnetisierende Maßnahmen ergreifen und eine erneute Leerladung durchführen oder die Sperrschwelle der zweiten Harmonischen vorübergehend absenken, um den normalen Betrieb des Haupttransformators sicherzustellen.


4) CT-Trennelement: Wenn die Sekundärphase des CT getrennt wird, ist der Differenzstrom der Laststrom der Trennphase und der Schutz kann versagen. Zu diesem Zeitpunkt können der Nullstrom, Änderungen des Phasenstroms, anormaler plötzlicher Abfall der Phasenspannung usw. verwendet werden, um die CT-Unterbrechung zu beurteilen.


5) CT-Sättigungsblockierelement: Wenn ein externer Fehler auftritt, führt die CT-Sättigung zu einer Fehlfunktion des Differentialschutzes, daher ist das Schutzgerät mit einem CT-Sättigungsblockierungserkennungselement ausgestattet. Wenn der Stromwandler gesättigt ist, tritt der Differenzstrom auf, nachdem der Stromwandler für eine gewisse Zeit gesättigt war, sodass das Gerät die Timing-Konsistenz des Bremsstroms und des Differenzstroms verwendet, um zu beurteilen, ob der Stromwandler gesättigt ist. Um die Auswirkungen der Stromwandlersättigung auf den Längsdifferentialschutz des Transformators zu minimieren, Stromwandler mit genauem Grenzfaktor (ALF) und höherer Nennwendepunktspannung (18 Punkt Gegenmaßnahmen 15.1.12).



Teil 3: Einführung in den sonstigen Differentialschutz


1.


geteilter Differentialschutz


Der Split-Side-Differentialschutz ist ein Differentialschutz, der die Wicklung des Transformators auf der Y-Seite als geschütztes Objekt betrachtet und sich aus den ersten und letzten Stromwandlern der Wicklungen auf jeder Seite entsprechend der Phase zusammensetzt. Am Beispiel der Selbstkopplungsphase A in Abbildung 5 besteht der Schutz aus TA1A, TA2a' und TA3A. Gemäß dem aktuellen Gesetz von Kirchhoff gibt es keine elektromagnetische Kopplungsbeziehung zwischen den Strömen an beiden Enden, sodass der Schutz keine Einschaltstrom-Sperrelemente, Differential-Sprungwirkungselemente und Übererregungs-Sperrelemente erfordert. Außerdem ist der Festwert des Ansprechstroms beim geteilten Differentialschutz niedriger und die Empfindlichkeit höher als beim Längsdifferentialschutz. Der Nachteil dieses Schutzes besteht jedoch darin, dass er keinen Kurzschluss zwischen den Windungen schützen kann.

2.


Split-Phasen-Differentialschutz


Der phasenaufteilende Differentialschutz ist ein Differentialschutz, der jede Phasenwicklung des Transformators als geschütztes Objekt betrachtet und aus Stromwandlern auf jeder Seite jeder Phasenwicklung besteht. Beispiel). Dieser Schutz kann alle Fehler einer bestimmten Phase des Transformators widerspiegeln, mit Ausnahme der niederspannungsseitigen Leitungen, aber ein Einschaltstromblockierelement ist erforderlich.


3.


Zellendifferentialschutz auf der Niederspannungsseite


Da der phasenteilende Differentialschutz keinen Schutzbereich für die Zuleitungen auf der Niederspannungsseite hat, wird das Zellendifferential als Ergänzung zum phasenteilenden Differential eingeführt. Der Differentialschutz der unterspannungsseitigen Gemeinschaft besteht aus dem internen Stromwandler der dreieckigen Zweiphasenwicklung auf der Unterspannungsseite und dem Stromwandler, der den Differenzstrom der zweiphasigen Wicklung widerspiegelt. Einschaltsperrelement, reagiert aber nicht auf Windungsfehler.


4.


Nullsystem-Differentialschutz


Der Nulldifferentialschutz besteht aus Nullstromwandlern auf der Sternpunktseite des Transformators und Nullstromkreisen der Stromwandler auf der Sternseite des Transformators. Die Abbildungen 6 und 7 sind die Stromschleifen, wenn Erdschlüsse außerhalb der Zone bzw. innerhalb der Zone auftreten. Ebenso haben die Sekundärströme dieses Schutzes keine elektromagnetische Kopplungsbeziehung, sodass die Schutzvorrichtung kein Erregungseinschaltstrom-Blockierelement oder ein Übererregungs-Blockierelement benötigt; gleichzeitig ist es empfindlicher gegenüber dem Erdschluss der Transformatorwicklung. Der Nullsystem-Differentialschutz kann jedoch nur den internen Erdschluss der Hoch- und Mittelspannungsseite widerspiegeln und kann den Windungsschluss nicht schützen.



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