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变压器微机差动保护的应用

微机综合保护与常规保护相比较,具有很大的优越性,值得推广应用。现只对变压器WCD-8A微机差动保护加以介绍。
1 变压器WCD-8A差动保护装置功能
  1.1 比率制动式差动保护
  比率制动式差动保护作为变压器的主保护,能反映变压器内部相间短路故障,高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障。当突变量大于0~25倍差动定值时投入,动作判据为:
  动作特性见图:阴影部分为动作区
式中 Icd=IH/NCH-KL(IL/NCL)(A)二次差流
   Icdset=Izdset/2(A)—差动保护定值
   Izdset=1.73I1e/NCH(A)—制动电流门槛值
   Izd=(IH/NCH+IL/NCL)/2(A)—制动电流
   K1—比率制定系数(0.3~0.7间,选0.5)
   IH、IL—变压器高压侧、低压侧实际电流
   I1e—变压器高压侧额定电流
   NCH、NCL—变压器高压侧、低压侧TA变比
图1 差动保护动作特性曲线
  1.2 二次谐波闭锁功能
  设置差电流二次谐波闭锁差动保护的功能,主要是防止变压器的励磁涌流导致差动保护误动作,二次谐波制动的判据如下:(采用常规保护避开涌流技术比较困难):
Icd2>K2×Icd
  式中 Icd——差动电流的基波分量
   Icd2——差动电流中的二次谐波分量
   K2——二次谐波制定系数(0.1~0.4可取0.15)
  1.3 差动速断保护
  动作判据为:Icd≥Icsdset(A)式中 
Icd—任一相差动电流
Icsdet=(6~8I1e/NCH)——差动速断保护整定值
  为了提高内部严重故障时保护动作的可靠性和动作速度,差动速断保护不受二次谐波电流闭锁条件的限制,而是靠电流值避开涌流,因此,灵敏度较低。此功能可以由软压板控制字投入或退出。
  1.4 TA二次回路断线的监视功能
  TA二次回路断线的动作判据为:任一相差动电流有突变,突变相只有高压侧或低压侧电流有变化,变化相电流减小,判据为:
|ía+íb+íc|≥门槛值
  TA二次回路断线监视功能可以由软压板控制字投入或退出。此项功能均由自适应的门槛值控制,无需整定定值。
  1.5 变压器高压侧相位差与平衡补偿
  凡Yd接线方式变压器,Y侧二次电流都需要校正相位。常规接线中,高压侧TA二次侧接成d接线进行相位补偿,而WCD-8A具有软件自动校正功能,这样对于Yd-11接线的双绕组变压器高压侧TA可直接接成Y/Y型,投入控制字Y/d即可,已经进行了补偿,即将二次相电流变换成了线电流。这样可以简化接线。但TA的极性仍是高压侧采用减极性输出,低压侧采用加极性输出。
  1.6 变压器低压侧电流平衡系数
  变压器低压侧电流互感器二次电流平衡补偿由软件完成,需输入KL即可。以高压侧二次电流为基准,已投入了Y/d控制字的KL计算方法如下:
  若TA二次已接成d形,未投入控制字Y/d,KL计算与上式相同。
  式中 UNH·UNL—变压器高、低压侧额定电压
   NCH·NCL—变压器高低压侧TA变比
  在实际运行中由于电流互感器的变比和负载Z造成误差以及相位误差,还要根据实际情况,测差动电流为最小(近似为零),否则应根据实际情况KL做出适当调整,使Icd=IH/NCH-KLIL/NCL≈0。
  常见差动保护高、低压侧变比选择比较严格,要考虑TA接线系数,使二次电流近似相等,还要用差动继电器平衡绕组补偿。微机差动保护TA变比选择即使不匹配或有误差,适当调整KL系数进行数字运算补偿即可,使保护定值计算简单,带负荷后,对保护可以不作六角图。
  1.7 突变量启动故障录波功能
  保护的突变量启动元件动作判据为:
|i(t)-i(t-N)|-|it-N-i(t-2N)|≥Iqd|
  式中 N=32——一个周波的采样点数
   Iqd—定值一般按0.25倍差动定值
   i(t)——t个采样点的采样值
  任一相差动电流的突变量大于整定值时,启动故障录波功能,按照每周波32点记录三相差动电流在故障时刻前8周波,后56周波的采样值,装置按照时间顺序只保留最新两次故障的录波数据,便于对故障进行分析。
  1.8 差流过大告警
  动作判据为:Icd≥Icdset/2
  任一相差动电流Icd大于差动保护定值Icdset的一半时,运行超过3s后,发出差流过大告警信号。可能由于TA极性接错或TA断线造成。此功能可以由软压板控制投入或退出,定值无需整定。
2 安装调试应注意的几个问题
  (1) 保护装置在现场安装调试工作,应对装置作通电前检查、通电检查、保护性能测试等工作,发现问题由厂家及时处理。在实际调试中,曾发现过插件接触不良,芯片损坏,错接线等情况。曾发生过因断线闭锁未投,因电流端子接线不良,因TA二次回路断线使差动保护误动,误跳主变断路器。
  (2) 保护装置投入前应对TA作变比、极性、伏安特性试验,应检查二次接线的正确性。在实际工作中曾发生过TA变比与实际要求不符,TA二次出线极性接错,使二次差流过大告警。因接线错误使断路器不能跳。
  (3) 应调整断路器机构,使断路器跳、合灵活不发生机卡。曾发生过因断路器机构卡烧坏掉闸、合闸线圈的故障。建议保护出口回路设计在满足线圈热稳定时间内,因发生断路器机构机卡故障时,断开故障断路器控制电源的功能。
   (4) 检修保护装置的插件,应在停电的情况下进行。因拔出插件就退出了保护。带负荷检修插件应采取其它技术保护措施。
  (5) 微机保护结构比较复杂,不易检修。现在微机保护发生故障时还需厂家派人来检修处理。因此应培养能独立工作的检修维护人员。


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