Canwinはプロの電力変圧器会社および電気変圧器メーカーです
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変圧器の故障は、内部故障と外部故障に分けることができます。
変圧器の内部故障とは、変圧器油タンクで発生する故障を指し、各巻線の相間短絡、巻線の巻線間短絡、巻線と鉄心間の短絡故障、単相地絡故障などがあります。単相巻線またはシェルを通過する引き出し線、巻線の断線障害など。フラッシュオーバーまたは絶縁ブッシングの破損によって引き起こされるリード線間の接地短絡および相間短絡。
さらに、主に油面の低下、油の温度または圧力の上昇、変圧器の中性点電圧の上昇、過負荷、過電流、過励磁など、変圧器の異常な動作状態がいくつかあります。
さまざまな障害や異常な動作状態を監視するために、メイン保護とバックアップ保護に分けられるさまざまな保護を設定しました。メイン保護には迅速なアクション特性があります。
パート 2: 差動保護
縦方向の差動保護は、トランスの主要な保護の 1 つであり、保護は瞬時に作動して両側のスイッチをトリップさせます。保護領域は、変圧器本体、変流器と変圧器の間の引き出し線を含む、差動保護の両側の変流器間の部分です。 2017年、220kV変電所2号主変圧器35kV側の避雷器がAB相フラッシュオーバーし、避雷器の筐体が放電により破壊された。 35kV 避雷器は、主変圧器の低圧側のレオロジー変圧器と主変圧器の間に配置されていたため、縦差の保護範囲内でした。 2 組の主変圧器保護はすべて正しく機能し、障害は分離されました。
01
差動保護の基本ロジック
既存の変圧器の縦差動保護はマイクロコンピューター保護装置を採用し、各相の電流はそれぞれ保護装置に入り、縦差動保護はソフトウェアアルゴリズムによって実現されます。縦方向の差動保護の基本原理を説明するために、1 つのフェーズを例に取ります。
保護装置によって「感じられる」差動電流は、2 つのコイルの二次電流のベクトル和です。図 1 に示すように、システムが正常に動作している場合、または外部で短絡されている場合、2 つのコイルの 2 次電流は同じ大きさで極性が反対であり、差動電流は 0 であり、保護は動作しません。この時。図 2 に示すように、保護範囲内で地絡が発生した場合、二次電流のサイズと極性は等しくなり、差動電流は二次電流の合計になります。差動開始値に達すると、保護が動作します。
上記のレオロジー二次コイル接続方法に基づいて、縦方向差動保護は、位相調整、ゼロシーケンス電流除去、および振幅変換を異なる側の電流ベクトルに追加して、差動電流計算方法を形成し、次に比率制動を導入します特性曲線。保護の基本ロジックを構成します。
YN-d11 配線を例として、配線図と電流フェーザー図を図 3 に示します。ハイサイド フェーザーとローサイド フェーザーの間に 30° の角度差があるため、2 つの電流のベクトル和はは通常動作時に 0 ではなく、最初に位相変換が必要です。変換後、同相の上側と下側は同相になります。
位相変換には 2 つの方法があり、1 つは Y 側に基づいており、d 側の電流位相が Y 側の電流位相と一致するように、「角度スター」と呼ばれます。最も一般的な角度スター保護はナルイです。 Jibao RCS-978 など、変換式は次のとおりです。
もう1つはd側を基準とするため、Y側とd側の電流位相が一致することを「星の自転角」と呼びます。既存の保護装置のほとんどはスター回転角度方式を採用しており、換算式は次のとおりです。
ゼロシーケンス電流除去の目的は、縦方向差動保護の誤動作を防ぐことです。 YN-d 結線の場合、高圧側外部で地絡が発生した場合、高圧 Y 側には零相電流が流れますが、低圧 d 側には零相電流が流れず、零相電流が流れます。両側のシーケンス電流のバランスをとることができないため、差動保護が誤動作します。 「星の回転角」変換モードでは、Y 側の位相シフト後の 2 つの電流の差がゼロ電流を除去しているため、対策は必要ありません。 「角度から星」への変換モードでは、Y 側の電流ベクトルに対してゼロ シーケンス電流補償が実行され、補償式は次のようになります。
変圧器の変圧比と各側のレオロジー変態比の違いにより、変圧器の各側の差動電流の二次振幅は、通常の動作中または外部障害中に同じになることはできません。このとき、振幅換算を行い、片側の電流値を基準とし、両側の電圧とレオロジー比から反対側のバランス係数を計算し、もう一方の電流を掛ける必要があります。バランス係数によって、デバイスの内部計算が 0 になるようにします。
内部障害の場合の動作感度をさらに改善し、外部障害の不平衡電流を確実に回避するために、縦方向差動保護は、比率制動特性曲線を持つ差動要素を採用しています。比率制動曲線の縦軸は差動電流、横軸は制動電流、曲線の上部は作用領域、下部は制動領域です。既存の特性曲線は、主に 2 セグメントの折れ線タイプと 3 セグメントの折れ線タイプの 2 つのタイプに分けられます。
図 4 の左図に 2 セグメントの折れ線比率ブレーキ カーブを示します。このカーブは、原点を通る ABC タイプと、原点を通らない ABD タイプのいずれかになります。ほとんどのデバイスは ABC タイプです。
3 セグメントの折れ線比率ブレーキ カーブは、図 4 の右図に示されています。これは、AB セグメントの水平線と AB セグメントの斜線の 2 つのタイプに細分することができます。 AB セクションの水平線の機器には、Guodian Nanzi PST-1200U、ABB の RET-316、Xuji WBH-801 および SEL-387 が含まれ、AB セクションの斜線の機器には、Sifang CSC-326、Shenrui PRS が含まれます。 -778 と南スイス RCS-978。
02
差動保護の確認方法
縦方向差動保護保護検証は、比率制動特性曲線に従って実行され、曲線より上の保護は動作し、曲線より下の保護は動作しません。
1) 点をピックします。縦方向の差動保護検証用に 3 ～ 5 点を選択します。最初の点は図 4 の縦軸で選択され、最小動作電流 Iop.min を検証します。変曲点電流 Ires を検証するために、変曲点上の 2 番目と 3 番目の点が選択されます。さらに、各勾配のポイントをピックして、勾配を確認します。
2) 値を計算します。変圧器の各側の起動値電流、バランス係数、およびバランスを計算します。次に、デバイスの比率ブレーキ曲線に従って、各チェックポイントの各側の電流の大きさと位相角を計算します。
3) 曲線を確認します。固定可変法を適用して、チェックポイントの一方の電流を固定し、もう一方の電流の大きさを変更して、チェックポイントを動作領域と制動領域に上下に移動させ、保護装置が正しく動作するかどうかを確認します。
03
ディファレンシャル保護用の補助コンポーネント
差動保護の信頼性を高めるために、保護ロジックには、開始、クイック ブレーク、ロックなどのコンポーネントも含まれます。
1) 開始要素: 開始変数には、三相差動電流の最大値、電流変異の量などが含まれます。開始変数が開始値よりも大きい場合、保護装置は差動保護を開きます。
2) 差動クイック ブレーク要素: 高い短絡電流レベルでは、変流器の飽和により、2 次高調波が巨大な制動トルクを生成し、差動要素が動かなくなります。保護拒否を回避するために、差動速動要素がデバイスに取り付けられています。短絡電流が定格電流の4～10倍に達すると、速効素子が素早くコンセントに移動します。さらに、大規模な短絡電流が存在する場合、各側の変流器の過渡特性の不一致による保護の誤動作を防ぐために、差動の各側の変流器の関連する特性変圧器を含む主要機器の保護は一貫している必要があります (18 の対策 15.1. 10)。変電所の 2 号主変圧器の高圧側は 2/3 配線の 2 番目のストリングに接続され、このストリングは別の連系線に接続されます。 2017 年に、単相地絡がストリング内のスイッチの相 B で発生し、メイン トランス本体の 2 組の差動保護が発生しました。クイック ブレーク要素は、メイン トランスの各側のスイッチを遮断するように動作します。タイラインの両側にある分相電流差動保護は、対応するサイドスイッチの B 相を遮断し、単相の再投入が成功します。
3) 励磁突入遮断素子：空中投下変圧器と変圧器領域外の短絡が遮断されると、巨大な励磁突入電流が発生します。励磁突入電流による差動電流によるデバイスの誤動作を防止するため、波形歪み（間欠または非対称差動電流波形）、高調波成分識別（ 2 次または 3 次高調波成分)、励磁突入電流のファジー識別識別。ただし、変圧器が実際に空中投下されると、特に最初の空中投下では、本体の消磁が不十分なために差動保護がまだ誤動作し、空中投下された差動電流の高調波成分が高調波成分遮断しきい値よりも低くなる可能性があります。変圧器の空充電に対する残留磁気の影響を根本的に排除するために、消磁対策を講じて別の空充電を実行するか、一時的に第 2 高調波遮断しきい値を下げて主変圧器の正常な動作を確保します。
4) CT断線素子：CTの2次相が断線した場合、差電流が断線相の負荷電流となり、保護が誤動作する場合があります。このとき、零相電流、相電流の変化、相電圧の異常急降下などからCTの断線を判断することができます。
5) CT飽和遮断素子：外部故障時、CT飽和により差動保護が誤動作するため、保護装置にCT飽和遮断検出素子を搭載。 CT が飽和すると、CT が一定時間飽和した後に微分電流が発生するため、デバイスは制動電流と微分電流のタイミングの一致性を利用して CT が飽和しているかどうかを判断します。さらに、変圧器の縦差動保護に対する CT 飽和の影響を最小限に抑えるために、正確な制限係数 (ALF) とより高い定格変曲点電圧を備えた変流器 (18 項目の対策 15.1.12)。
パート 3: その他の差動保護の紹介
1.
分割側差動保護
分割側差動保護は、トランスの Y 側巻線を保護対象とする差動保護で、位相に応じて両側の巻線の最初と最後の CT で構成されます。図 5 の自己結合フェーズ A を例にとると、保護は TA1A、TA2a'、および TA3A で構成されます。 Kirchhoff の現在の法則によれば、両端の電流間に電磁結合関係がないため、保護には突入電流ブロック要素、差動スナップ アクション要素、および過励磁ブロック要素は必要ありません。また、分割側差動保護の動作電流の固定値は低く、感度は縦差動保護のそれよりも高くなっています。しかし、この保護の欠点は、巻線間の短絡を保護できないことです。
2.
分割位相差動保護
分相差動保護は、変圧器の各相巻線を保護対象とする差動保護で、各相巻線の両側のCTで構成されています。例）。この保護は、低電圧側のリード線を除く変圧器の特定の相のすべての障害を反映できますが、突入電流遮断要素が必要です。
3.
低電圧側のセル差動保護
分相差動保護には低圧側のリード線の保護範囲がないため、セル差動は分相差動の補足として導入されます。低電圧側コミュニティの差動保護は、低電圧側の三角形の 2 相巻線の内部 CT と、2 相巻線の差動電流を反映する CT で構成されます。突入遮断要素ですが、ターン間フォルトには応答しません。
4.
ゼロシーケンス差動保護
ゼロシーケンス差動保護は、トランスの中性点側のゼロシーケンス変流器と、トランスのスター側の変流器のゼロシーケンス回路で構成されています。図 6 と図 7 は、それぞれゾーン外とゾーン内で地絡が発生した場合の電流ループです。同様に、この保護の二次電流には電磁結合関係がないため、保護装置には励磁突入電流遮断要素または過励磁遮断要素は必要ありません。同時に、トランス巻線の地絡に対してより敏感になります。ただし、ゼロシーケンス差動保護は、高電圧側と中電圧側の内部地絡のみを反映でき、巻線間短絡を保護することはできません。
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