Transformatorių diferencinė apsauga ir kiti diferencinės apsaugos produktai | CANWIN

Be to, transformatorius gali veikti nenormaliai, įskaitant žemą alyvos lygį, aukštą alyvos temperatūrą arba slėgį, didelę transformatoriaus neutralaus taško įtampą, perkrovą, viršsrovę, per didelį sužadinimą ir kt.

Siekdami stebėti įvairius gedimus ar neįprastas darbo sąlygas, įdiegėme skirtingas apsaugos priemones, kurios yra suskirstytos į pagrindinę ir atsarginę apsaugas, o pagrindinė apsauga pasižymi greito veikimo savybėmis.

2 dalis. Diferencinė apsauga

Išilginė diferencinė apsauga yra viena iš pagrindinių transformatoriaus apsaugų, ir ji suveikia akimirksniu, kad išjungtų jungiklius kiekvienoje pusėje. Apsaugos zona yra dalis tarp srovės transformatorių abiejose diferencinės apsaugos pusėse, įskaitant transformatoriaus korpusą, išvadus tarp srovės transformatoriaus ir transformatoriaus. 2017 m. 220 kV pastotės Nr. 2 pagrindinio transformatoriaus 35 kV pusėje esantis iškroviklis patyrė AB fazės perlydimą, o iškroviklio korpusas sugedo dėl išlydžio; kadangi 35 kV iškroviklis buvo tarp reologinio transformatoriaus ir pagrindinio transformatoriaus pagrindinio transformatoriaus žemosios įtampos pusėje, jis buvo išilginio skirtumo apsaugos diapazone. Abu pagrindinių transformatorių apsaugų rinkiniai veikė tinkamai, o gedimas buvo izoliuotas.

01

Pagrindinė diferencinės apsaugos logika

Esama transformatoriaus išilginė diferencinė apsauga naudoja mikrokompiuterio apsaugos įtaisą, ir kiekvienos fazės srovė atitinkamai patenka į apsaugos įtaisą, o išilginė diferencinė apsauga realizuojama programinės įrangos algoritmu. Norėdami iliustruoti pagrindinį išilginės diferencinės apsaugos principą, pateikiame vieną fazę.

Apsauginio įtaiso „jaučiama“ diferencinė srovė yra dviejų ričių antrinių srovių vektorinė suma. Kaip parodyta 1 paveiksle, kai sistema veikia normaliai arba yra išoriškai trumpai sujungta, dviejų ričių antrinės srovės yra vienodo dydžio ir priešingo poliškumo, o diferencinė srovė lygi 0, ir apsauga šiuo metu nesuveikia. Kaip parodyta 2 paveiksle, kai apsaugos diapazone įvyksta įžeminimas, antrinės srovės yra vienodo dydžio ir poliškumo, o diferencinė srovė yra antrinių srovių suma. Kai pasiekiama diferencinė pradinė vertė, apsauga suveikia.

Remiantis aukščiau pateiktu reologinio antrinio ritės prijungimo metodu, išilginė diferencinė apsauga prideda fazės reguliavimą, nulinės sekos srovės eliminavimą ir amplitudės konvertavimą prie skirtingų pusių srovės vektorių, kad būtų sukurtas diferencinės srovės skaičiavimo metodas, o tada įvedama santykio stabdymo charakteristikos kreivė. Tai sudaro pagrindinę apsaugos logiką.

Pavyzdžiui, YN-d11 laidų schema ir srovės fazoriaus diagrama parodytos 3 paveiksle. Matyti, kad dėl 30° kampo skirtumo tarp aukštos ir žemos pusių fazorių, dviejų srovių vektorių suma įprasto veikimo metu nėra lygi 0, todėl pirmiausia reikia atlikti fazės konvertavimą. Po konvertavimo tos pačios fazės aukštos ir žemos pusės turi tą pačią fazę.

Yra du fazės konvertavimo metodai: vienas pagrįstas Y puse, kad d pusės srovės fazė atitiktų Y pusės srovės fazę, vadinama „kampine žvaigžde“. Dažniausia kampinės žvaigždės apsauga yra „Narui Jibao RCS-978“ ir kt., konversijos formulė yra:

Kitas yra pagrįstas d puse, todėl Y pusės srovės fazė atitinka d pusės fazę, vadinamą „žvaigždės sukimosi kampu“. Dauguma esamų apsaugos įtaisų taiko žvaigždės sukimosi kampo metodą, o konversijos formulė yra:

Nulinės sekos srovės eliminavimo tikslas – užkirsti kelią netinkamam išilginės diferencialinės apsaugos veikimui. YN-d laidų atveju, kai įžeminimas įvyksta už aukštosios įtampos pusės ribų, aukštosios įtampos Y pusėje teka nulinės sekos srovė, tačiau žemosios įtampos d pusėje nulinės sekos srovės nėra, o abiejų pusių nulinės sekos srovių negalima subalansuoti, todėl diferencialinė apsauga veiks netinkamai. „Žvaigždės sukimosi kampo“ konvertavimo režimu dviejų srovių skirtumas po fazės poslinkio Y pusėje išfiltruoja nulinę srovę, todėl nereikia imtis jokių priemonių. „Kampo-žvaigždės“ konvertavimo režimu nulinės sekos srovės kompensacija atliekama Y pusės srovės vektoriuje, o kompensacijos formulė yra:

Dėl transformatoriaus transformacijos santykio ir kiekvienos pusės reologinio transformacijos santykio skirtumo, diferencinės srovės antrinė amplitudė abiejose transformatoriaus pusėse negali būti vienoda įprasto veikimo ar išorinio gedimo atveju. Šiuo metu reikia atlikti amplitudės konvertavimą, vienos pusės srovės vertę paimti kaip atskaitos tašką, apskaičiuoti balanso koeficientą kitoje pusėje pagal abiejų pusių įtampą ir reologinį santykį, o tada padauginti kitos pusės srovę iš balanso koeficiento, kad vidinis įrenginio diferencinio srauto skaičiavimas būtų 0.

Siekiant dar labiau pagerinti veikimo jautrumą vidinių gedimų atveju ir patikimai išvengti išorinių gedimų sukeliamos nesubalansuotos srovės, išilginėje diferencialinėje apsaugoje naudojamas diferencialinis elementas su santykinio stabdymo charakteristikos kreive. Vertikali santykinio stabdymo kreivės ašis yra diferencialinė srovė, horizontali ašis – stabdymo srovė, viršutinė kreivės dalis – veikimo sritis, o apatinė – stabdymo sritis. Esamos charakteristikos kreivės daugiausia skirstomos į du tipus: dviejų segmentų punktyrinės linijos ir trijų segmentų punktyrinės linijos.

Dviejų segmentų punktyrinės linijos santykio stabdymo kreivė parodyta 4 paveikslo kairėje pusėje. Kreivė gali būti ABC tipo, kuri eina per pradžios tašką, arba ABD tipo, kuri neina per pradžios tašką. Dauguma įrenginių yra ABC tipo.

Trijų segmentų punktyrinės linijos santykio stabdymo kreivė parodyta 4 paveikslo dešinėje pusėje, kurią galima suskirstyti į du tipus: horizontali linija AB segmentui ir įstriža linija AB segmentui. Įranga su horizontalia linija AB segmente apima „Guodian Nanzi PST-1200U“, ABB RET-316, „Xuji WBH-801“ ir „SEL-387“, o įranga su įstriža linija AB segmente apima „Sifang CSC-326“, „Shenrui PRS-778“ ir „South Swiss RCS-978“.

02

Kaip patikrinti diferencialinę apsaugą

Išilginės diferencialinės apsaugos patikra atliekama pagal stabdymo charakteristikų kreivės santykį, apsauga virš kreivės suveikia, o apsauga žemiau kreivės nesuveikia:

1) Pasirinkite tašką. Pasirinkite 3–5 taškus išilginei diferencinei apsaugai patikrinti. Pirmasis taškas pasirenkamas vertikalioje 4 paveikslo ašyje, kad būtų patikrinta minimali darbinė srovė Iop.min; antrasis ir trečiasis taškai pasirenkami lūžio taške, kad būtų patikrinta lūžio taško srovė Ires; be to, pasirinkite tašką kiekviename nuolydyje, kad patikrintumėte nuolydį.

2) Apskaičiuokite vertę. Apskaičiuokite transformatoriaus kiekvienos pusės paleidimo srovės vertę, balanso koeficientą ir balansą; tada apskaičiuokite kiekvienos pusės srovės dydį ir fazės kampą kiekviename kontrolinio taško taške pagal įrenginio stabdymo santykio kreivę.

3) Patikrinkite kreivę. Fiksuoto kintamojo metodu užfiksuokite vieną srovę kontroliniame taške ir pakeiskite kitos srovės dydį, kad kontrolinis taškas judėtų aukštyn ir žemyn į veikimo ir stabdymo zonas, ir patikrinkite, ar apsaugos įtaisas veikia tinkamai.

03

Pagalbiniai diferencialinės apsaugos komponentai

Siekiant didesnio diferencinės apsaugos patikimumo, apsaugos logika taip pat apima tokius komponentus kaip paleidimas, greitas išjungimas ir blokavimas:

1) Paleidimo elementas: Paleidimo kintamasis apima maksimalią trifazės diferencinės srovės vertę, srovės mutacijos dydį ir kt. Kai paleidimo kintamasis yra didesnis už bet kurią pradinę vertę, apsaugos įtaisas atidaro diferencinę apsaugą.

2) Diferencialinis greito stabdymo elementas: Esant didelei trumpojo jungimo srovei, dėl srovės transformatoriaus persotinimo antroji harmonika sukuria didelį stabdymo momentą, o diferencialinis elementas atsisako judėti. Siekiant išvengti apsaugos atsijungimo, įrenginyje įrengiamas diferencialinis greito veikimo elementas. Kai trumpojo jungimo srovė pasiekia 4–10 kartų didesnę už vardinę srovę, greito veikimo elementas greitai pasislenka į lizdą. Be to, siekiant išvengti neteisingo apsaugos veikimo dėl srovės transformatorių pereinamųjų charakteristikų nenuoseklumo abiejose pusėse, kai yra didelė trumpojo jungimo srovė, atitinkamos srovės transformatorių charakteristikos abiejose pagrindinės įrangos, įskaitant transformatorius, diferencinės apsaugos pusėse turėtų būti vienodos (Aštuoniolika atsakomųjų priemonių 15.1.10). Pastotės antrojo pagrindinio transformatoriaus aukštosios įtampos pusė prijungta prie antrosios 2/3 laidų eilės, o ši eilė prijungta prie kitos jungiamosios linijos; 2017 m. grandinės jungiklio B fazėje įvyko vienfazis įžeminimas, o pagrindinio transformatoriaus korpusui buvo įrengti du diferencinės apsaugos rinkiniai. Greito nutraukimo elementas suveikia, kad išjungtų jungiklius abiejose pagrindinio transformatoriaus pusėse; fazinės srovės diferencinė apsauga abiejose jungiamosios linijos pusėse nutraukia atitinkamos pusės jungiklio B fazę, o tada sėkmingai įjungiamas vienfazis įžeminimas.

3) Žadinimo viršįtampio blokavimo elementas: Kai transformatorius iš transformatoriaus ir trumpasis jungimas už transformatoriaus zonos ribų yra nutraukiami, susidaro didelė žadinimo viršįtampio srovė. Siekiant išvengti, kad dėl žadinimo viršįtampio srovės atsirandanti diferencinė srovė nesukeltų įrenginio gedimo, išilginei skirtuminei apsaugai naudojamas įjungimo viršįtampio srovės blokavimo elementas, naudojant bangos formos iškraipymą (pertraukiamą arba asimetrinę diferencinės srovės bangos formą), harmoninių komponentų identifikavimą (antrosios arba trečiosios harmonikų sudėtis), neaiškų žadinimo viršįtampio srovės identifikavimą. Tačiau, kai transformatorius iš tikrųjų iš transformatoriaus ...

4) CT atjungimo elementas: kai CT antrinė fazė atjungiama, diferencinė srovė yra lygi atjungimo fazės apkrovos srovei, todėl apsauga gali sugesti. Šiuo atveju CT atjungimui įvertinti galima naudoti nulinės sekos srovę, fazės srovės pokyčius, nenormalų staigų fazės įtampos kritimą ir kt.

5) Srovės transformatoriaus prisotinimo blokavimo elementas: Įvykus išoriniam gedimui, srovės transformatoriaus prisotinimas sukelia diferencinės apsaugos gedimą, todėl apsaugos įtaisas turi srovės transformatoriaus prisotinimo blokavimo elementą. Kai srovės transformatorius prisotinamas, diferencinė srovė atsiranda po to, kai jis tam tikrą laiką yra prisotintas, todėl įtaisas naudoja stabdymo srovės ir diferencinės srovės laiko suderinamumą, kad nustatytų, ar srovės transformatorius yra prisotintas. Be to, siekiant sumažinti srovės transformatoriaus prisotinimo poveikį transformatoriaus išilginei diferencinei apsaugai, reikia naudoti srovės transformatorius su tiksliu ribiniu koeficientu (ALF) ir didesne vardine perlinkio taško įtampa (18 punktų apsaugos priemonės 15.1.12).

3 dalis: Įvadas į kitą diferencinę apsaugą

1.

padalinta šoninė diferencialo apsauga

Išskaidyta diferencinė apsauga – tai diferencinė apsauga, kurioje transformatoriaus Y pusės apvija yra saugomas objektas ir kurią sudaro pirmoji ir paskutinė kiekvienos pusės apvijų srovės transformatoriai pagal fazę. Pavyzdžiui, 5 paveiksle pavaizduota savaime susijungianti A fazė, apsaugą sudaro TA1A, TA2a' ir TA3A. Pagal Kirchhofo srovės dėsnį, tarp srovių abiejuose galuose nėra elektromagnetinio ryšio, todėl apsaugai nereikia įsijungimo srovės blokavimo elementų, diferencialinio momentinio veikimo elementų ir per didelio sužadinimo blokavimo elementų. Be to, fiksuota išskaidytos diferencinės apsaugos darbinės srovės vertė yra mažesnė, o jautrumas didesnis nei išilginės diferencinės apsaugos. Tačiau šios apsaugos trūkumas yra tas, kad ji negali apsaugoti nuo trumpojo jungimo tarp apvijų.

2.

Fazės diferencialinė apsauga

Fazių skaidymo diferencinė apsauga yra diferencinė apsauga, kuri kiekvieną transformatoriaus fazės apviją laiko saugomu objektu ir yra sudaryta iš srovės transformatorių kiekvienoje fazės apvijos pusėje (pavyzdys). Ši apsauga gali atspindėti visus tam tikros transformatoriaus fazės gedimus, išskyrus žemosios įtampos pusės laidus, tačiau reikalingas įjungimo srovės blokavimo elementas.

3.

Žemos įtampos pusėje esanti diferencinė elementų apsauga

Kadangi fazės dalijimo diferencinė apsauga neturi apsaugos diapazono žemosios įtampos pusės išvadų laidams, fazės dalijimo diferencinė apsauga įvedama kaip fazės dalijimo diferencinės apsaugos papildymas. Žemosios įtampos pusės bendrijos diferencinę apsaugą sudaro trikampės dvifazės apvijos žemosios įtampos pusėje vidinis srovės transformatorius ir srovės transformatorius, atspindintis dvifazės apvijos diferencinę srovę. Įjungimo blokavimo elementas, tačiau nereaguoja į apvijų tarpusavio gedimus.

4.

Nulinės sekos diferencinė apsauga

Nulinės sekos diferencialinę apsaugą sudaro nulinės sekos srovės transformatoriai transformatoriaus neutralės taško pusėje ir srovės transformatorių nulinės sekos grandinės transformatoriaus žvaigždės pusėje. 6 ir 7 paveiksluose pavaizduotos srovės kilpos, kai įžeminimo gedimai įvyksta už zonos ribų ir zonos viduje. Panašiai šios apsaugos antrinės srovės neturi elektromagnetinio ryšio, todėl apsaugos įtaisui nereikia sužadinimo pradinės srovės blokavimo elemento ar per didelio sužadinimo blokavimo elemento; tuo pačiu metu jis yra jautresnis transformatoriaus apvijos įžeminimo gedimui. Tačiau nulinės sekos diferencialinė apsauga gali atspindėti tik aukštos ir vidutinės įtampos pusės vidinį įžeminimo gedimą ir negali apsaugoti nuo trumpojo jungimo tarp apvijų.