Диференцијална заштита трансформатора и други производи диференцијалне заштите | CANWIN

Поред тога, постоји неколико абнормалних радних услова трансформатора, углавном укључујући низак ниво уља, високу температуру или притисак уља, висок напон неутралне тачке трансформатора, преоптерећење, прекомерну струју, прекомерно узбуђење итд.

Да бисмо пратили различите кварове или абнормалне радне услове, поставили смо различите заштите, које су подељене на главну заштиту и резервну заштиту, а главна заштита има карактеристике брзог деловања.

Део 2: Диференцијална заштита

Уздужна диференцијална заштита је једна од главних заштита трансформатора и делује тренутно како би искључила прекидаче са сваке стране. Заштитно подручје је део између струјних трансформатора са сваке стране диференцијалне заштите, укључујући тело трансформатора, изводне водове између струјног трансформатора и трансформатора. Године 2017, одводник на страни од 35 kV главног трансформатора бр. 2 трафостанице од 220 kV имао је прескок фазе AB, а шасија одводника је прекинута пражњењем; пошто се одводник од 35 kV налазио између реолошког трансформатора и главног трансформатора на страни ниског напона главног трансформатора, налазио се унутар заштитног опсега уздужне разлике. Сва два комплета заштита главних трансформатора су исправно деловала и квар је изолован.

01

Основна логика диференцијалне заштите

Постојећа уздужна диференцијална заштита трансформатора користи микрорачунарски заштитни уређај, а струја сваке фазе улази у заштитни уређај респективно, а уздужна диференцијална заштита се реализује софтверским алгоритмом. Узимамо једну фазу као пример да бисмо илустровали основни принцип уздужне диференцијалне заштите.

Диференцијална струја коју „осећа“ заштитни уређај је векторски збир секундарних струја два калема. Као што је приказано на слици 1, када систем ради нормално или је споља кратко спојен, секундарне струје два калема су исте величине и супротног поларитета, а диференцијална струја је 0 и заштита у том тренутку не ради. Као што је приказано на слици 2, када се догоди земљоспој унутар опсега заштите, секундарне струје су једнаке величине и поларитета, а диференцијална струја је збир секундарних струја. Када се достигне вредност диференцијалног покретања, заштита се активира.

На основу горе описаног реолошког метода повезивања секундарног калема, уздужна диференцијална заштита додаје подешавање фазе, елиминацију струје нулте секвенце и конверзију амплитуде векторима струје на различитим странама како би се формирао метод израчунавања диференцијалне струје, а затим уводи криву карактеристике кочења односа. То представља основну логику заштите.

Узимајући YN-d11 ожичење као пример, дијаграм ожичења и дијаграм фазора струје приказани су на слици 3. Може се видети да, због тога што постоји угаона разлика од 30° између фазора високе и ниске стране, векторски збир две струје није 0 током нормалног рада и прво је потребна конверзија фазе. Након конверзије, висока и ниска страна исте фазе имају исту фазу.

Постоје две методе фазне конверзије, једна се заснива на Y страни, тако да је фаза струје на d страни конзистентна са фазом струје на Y страни, што се назива „угаона звезда“, најчешћа заштита угаоне звезде је Narui Jibao RCS-978 итд., формула за конверзију је:

Други се заснива на страни d, тако да је тренутна фаза стране Y конзистентна са фазом стране d, што се назива „угао ротације звезде“. Већина постојећих заштитних уређаја усваја метод угла ротације звезде, а формула за конверзију је:

Сврха елиминације струје нулте секвенце је спречавање погрешног рада уздужне диференцијалне заштите. Код YN-d ожичења, када се земљоспој догоди изван стране високог напона, струја нулте секвенце тече на страни високог напона Y, али нема струје нулте секвенце на страни ниског напона d, и струје нулте секвенце на обе стране не могу бити уравнотежене, тако да ће диференцијална заштита доћи до квара. У режиму конверзије „угао ротације звезде“, разлика између две струје након фазног померања на страни Y је филтрирала нулту струју, тако да нису потребне никакве мере. У режиму конверзије „угао-звезда“, компензација струје нулте секвенце се врши на вектору струје на страни Y, а формула за компензацију је:

Због разлике у односу трансформације трансформатора и реолошком односу трансформације сваке стране, секундарна амплитуда диференцијалне струје на свакој страни трансформатора не може бити иста током нормалног рада или спољашњег квара. У овом тренутку, потребно је извршити конверзију амплитуде, узети вредност струје на једној страни као референцу, израчунати коефицијент баланса на другој страни према напону на обе стране и реолошком односу, и помножити струју на другој страни са коефицијентом баланса, тако да интерни прорачун диференцијалног протока уређаја буде 0.

Да би се додатно побољшала осетљивост деловања у случају унутрашњих кварова и поуздано избегла неуравнотежена струја спољашњих кварова, уздужна диференцијална заштита усваја диференцијални елемент са карактеристичном кривом кочења са односом кочења. Вертикална оса криве кочења са односом кочења је диференцијална струја, хоризонтална оса је струја кочења, горњи део криве је подручје деловања, а доњи део је подручје кочења. Постојеће карактеристичне криве су углавном подељене на два типа: двосегментни тип са испрекиданом линијом и тросегментни тип са испрекиданом линијом.

Крива кочења са двосегментном изломљеном линијом приказана је на левој слици Слике 4. Крива може бити типа ABC која пролази кроз координатни почетак, или типа ABD која не пролази кроз координатни почетак. Већина уређаја је типа ABC.

Крива кочења са троделним испрекиданим линијама приказана је на десној слици слике 4, која се може поделити на два типа, један је хоризонтална линија за AB сегмент, а други је коса линија за AB сегмент. Опрема са хоризонталном линијом у AB делу укључује Guodian Nanzi PST-1200U, ABB-ов RET-316, Xuji WBH-801 и SEL-387, а опрема са косом линијом у AB делу укључује Sifang CSC-326, Shenrui PRS-778 и South Swiss RCS-978.

02

Како проверити диференцијалну заштиту

Верификација уздужне диференцијалне заштите се врши према кривој карактеристике кочења односа, заштита изнад криве ради, а заштита испод криве не ради:

1) Изаберите тачку. Изаберите 3-5 тачака за верификацију уздужне диференцијалне заштите, прва тачка је изабрана на вертикалној оси на слици 4 да би се верификовала минимална радна струја Iop.min; друга и трећа тачка су изабране на тачки инфлексије да би се верификовала струја тачке инфлексије Ires; поред тога, изаберите тачку на сваком нагибу да бисте верификовали нагиб.

2) Израчунајте вредност. Израчунајте струју стартне вредности, коефицијент баланса и баланс сваке стране трансформатора; затим израчунајте величину струје и фазни угао сваке стране сваке контролне тачке према кривој кочења уређаја.

3) Проверите криву. Примените метод фиксне променљиве да бисте фиксирали једну струју у контролној тачки и променили величину друге струје, тако да померате контролну тачку горе и доле до подручја деловања и подручја кочења како бисте проверили да ли заштитни уређај исправно ради.

03

Помоћне компоненте за диференцијалну заштиту

Да би диференцијална заштита била поузданија, логика заштите такође укључује компоненте као што су старт, брзо прекидање и закључавање:

1) Почетни елемент: Почетна променљива обухвата максималну вредност трофазне диференцијалне струје, износ промене струје итд. Када је почетна променљива већа од било које почетне вредности, заштитни уређај отвара диференцијалну заштиту.

2) Диференцијални брзоискључујући елемент: При високом нивоу струје кратког споја, због засићења струјног трансформатора, други хармоник генерише огроман кочиони момент и диференцијални елемент одбија да се покрене. Да би се избегло одбијање заштите, у уређај је уграђен диференцијални брзоискључујући елемент. Када струја кратког споја достигне 4~10 пута већу од номиналне струје, брзоискључујући елемент се брзо помера ка утичници. Поред тога, да би се спречило неправилно деловање заштите због недоследности прелазних карактеристика струјних трансформатора на свакој страни када постоји велика струја кратког споја, релевантне карактеристике струјних трансформатора на свакој страни диференцијалне заштите главне опреме, укључујући трансформаторе, треба да буду доследне (Осамнаест контрамера 15.1.10). Високонапонска страна главног трансформатора бр. 2 трафостанице је повезана са другим низом 2/3 ожичења, а овај низ је повезан са другим везним водовима; У 2017. години, дошло је до једнофазног земљоспоја на фази Б прекидача у низу, и два сета диференцијалне заштите за тело главног трансформатора су активирана. Елемент за брзо искључивање делује тако да искључује прекидаче са сваке стране главног трансформатора; диференцијална заштита подељене фазе струје са обе стране спојне линије искључује Б фазу одговарајућег бочног прекидача, а затим се једнофазно поновно укључивање успешно.

3) Елемент за блокирање побудне ударне струје: Када се трансформатор са падом ваздуха и кратки спој ван подручја трансформатора прекину, генерисаће се огромна побудна ударна струја. Да би се спречило да диференцијална струја изазвана побудном ударном струјом изазове квар уређаја, подешен је елемент за блокирање ударне струје ради уздужне заштите од разлике, користећи изобличење таласног облика (испрекидани или асиметрични диференцијални струјни талас), идентификацију хармонијске компоненте (садржај другог или трећег хармоника), фази идентификацију и идентификацију побудне ударне струје. Међутим, када је трансформатор заправо пад ваздуха, посебно код првог пада ваздуха, диференцијална заштита ће и даље бити неисправна због недовољног размагнетизирања главног тела, а хармонијски садржај диференцијалне струје падом ваздуха може бити нижи од прага блокирања хармонијске компоненте. Да бисмо фундаментално елиминисали утицај заосталог магнетизма на празно пуњење трансформатора, можемо предузети мере размагнетизирања и извршити још једно празно пуњење или привремено снизити праг блокирања другог хармоника како бисмо осигурали нормалан рад главног трансформатора.

4) Елемент за искључивање струјног трансформатора: Када је секундарна фаза струјног трансформатора искључена, диференцијална струја је струја оптерећења фазе искључивања и заштита може доћи до квара. У овом тренутку, струја нулте секвенце, промене фазне струје, абнормални нагли пад фазног напона итд. могу се користити за процену искључења струјног трансформатора.

5) Елемент за блокирање засићења струјног ...

Део 3: Увод у друге диференцијалне заштите

1.

Заштита диференцијала са подељеном страном

Диференцијална заштита са подељеном страном је диференцијална заштита која узима Y-страну намотаја трансформатора као заштићени објекат и састоји се од првог и последњег струје намотаја на свакој страни према фази. Узимајући самоспретну фазу А на слици 5 као пример, заштита се састоји од TA1A, TA2a' и TA3A. Према Кирхофовом закону струје, не постоји електромагнетна спрега између струја на оба краја, тако да заштита не захтева елементе за блокирање ударне струје, диференцијалне елементе са брзим дејством и елементе за блокирање препобуде. Поред тога, фиксна вредност радне струје диференцијалне заштите са подељеном страном је нижа, а осетљивост је већа од осетљивости уздужне диференцијалне заштите. Међутим, недостатак ове заштите је што не може да заштити од међунамотајног кратког споја.

2.

Диференцијална заштита од подељене фазе

Диференцијална заштита са фазним раздвајањем је диференцијална заштита која узима сваки фазни намотај трансформатора као заштићени објекат и састоји се од струје на свакој страни сваког фазног намотаја (на пример). Ова заштита може да одрази све кварове одређене фазе трансформатора, осим водова нисконапонске стране, али је потребан елемент за блокирање ударне струје.

3.

Диференцијална заштита ћелија на страни ниског напона

Пошто диференцијална заштита са фазним раздвајањем нема заштитни опсег за приводне жице на страни ниског напона, ћелијски диференцијал се уводи као додатак диференцијалу са фазним раздвајањем. Диференцијална заштита заједнице са стране ниског напона састоји се од унутрашњег струјеног трансформатора троугластог двофазног намотаја на страни ниског напона и струјеног трансформатора која рефлектује диференцијалну струју двофазног намотаја. Елемент за блокирање ударног напона, али не реагује на међунапонске кварове.

4.

Заштита од диференцијалне нуле

Диференцијална заштита нулте секвенце састоји се од струјних трансформатора нулте секвенце на страни неутралне тачке трансформатора и кола струјних трансформатора нулте секвенце на страни звезде трансформатора. Слике 6 и 7 приказују струјне петље када се земљоспојеви јављају ван и унутар зоне, респективно. Слично томе, секундарне струје ове заштите немају електромагнетну спрегу, тако да заштитном уређају није потребан елемент за блокирање ударне струје побуде или елемент за блокирање прекомерне побуде; истовремено, осетљивији је на земљоспој намотаја трансформатора. Међутим, диференцијална заштита нулте секвенце може да одрази само унутрашњи земљоспој на страни високог и средњег напона и не може да заштити од међунамотајног кратког споја.