变压器差动保护CT二次接线.doc
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1、. .变压器差动保护CT二次接线杨振国提要:分析变压器差动保护CT二次接线越级跳闸的原因,指出现场接线常出现的错误,介绍如何分析电路及正确接线的方法。关键词:变压器 差动保护 CT二次接线新安装的变压器投入运行后,往往在低压侧主母线出现短路时,或输电线路故障时引起变压器差动保护动作的越级跳闸事故。究其原因,大多是差动保护CT二次回路接线错误。变压器的纵联差动保护是按比拟其各侧电流的大小和相位而构成的一种保护。正常运行及外部短路时,流入差动继电器的电流应等于零。但实际上由于变压器的励磁漏流,接线方式和电流互感器的误差等因素的影响,继电器中有不平衡电流流过;而在保护X围内短路时,差动回路电流应为各
2、侧电流的算术和,从而使差动保护动作,切除故障。根据差动保护的特点,为了到达上述要求,在设计和保护定值计算中对差动的回路中产生不平衡电流的五个因素进展补偿。其中之一便是对其接线组别的补偿。假设变压器的接线组别为Y/d-11(以35/10KV双绕组变压器为例)。这样,变压器上下压侧电流之间就存在着30的相位差,假设不采取补偿措施,将会在差动回路中产生不平衡电流。为此,我们通常采用将变压器高压侧CT二次绕组接成型,将低压侧CT二次绕组接成Y型来进展相应补偿。这样,在现场接线中,便存在CT 二次绕组型本身如何接线及与Y型接线相对应的极性问题。这个问题稍不注意便会出现接线错误。怎样做到正确接线呢?先来分
3、析一下几种可能的接线方式: 图1是工程上常用的一种接 iA i/A方式。图中iA、iB、iC分别为变 X a 压器高压CT二次绕组三相电流, iB i/B差ia、ib、ib分别为变压器低压侧CT Y b 二次绕组三相电流。 iC i/C动下面对图1进展相量分析。 Z c 现假定变压器上下压侧电流继均从其两侧CT的极性端子L1流 ia i/a入,L2流出。 X/ a/电iA i/A ib i/b Y/ b/器 ic i/ci/B Z/ c/iC iB i/Ca (b) ia(i/a) i/c图1 ib(i/b) i/b ic(i/C) i/a (c) (d)图2在正常运行情况下,先画出iA、iB
4、、iC相量与如图2a。根据图1可得:i/A=iA-iB i/B=iB-iC i/C=iC-iA作出i/A、i/B、i/C相量如图2b。从图2a、图2b可看出i/A、i/B、i/C分别比iA、iB、iC超前30。又当变压器组别为Y/d11时,变压器低压侧电流相位将超前高压侧电流相位30。这样可作出ia、ib、ic相量如图2c。从图1中可知ia=i/a、ib=i/b、ic=i/c故图2c同样也适用于i/a,i/b、i/c。比拟图2b与图2c可知,i/A与ia,i/B与i/b,i/C与i/c均为同相。显然不能满足它们应该反相的要求。如果变压器高压侧CT的一次电流从L1流入,L2流出,而低压侧CT一次
5、电流从L2流入L1流出。那么图1中iai/a、ibi/b、ici/c将与图2c中的相应相量反相,如图2d。此时i/a与i/A、i/b与i/B、i/c与i/C分别反相,这样便满足了差动保护的要求。当变压器高压侧CT一次电流从L2流入,L1流出,而低压侧CT一次电流从L1流入L2流出时,依上述分析,也可得出同样的结论。由此可分析出图1在上述条件下,当变压器内、外部短路时,均满足差动保护要求。在实际工程中,变压器高压侧CT一次电流根本为L1流入L2流出,而变压器低压侧总屏隔板上所装CT上端为L1,下端为L2。这样,变压器低压侧电流通道为:主变低压侧 母线桥 CT下端L2 CT上端L1 开关 主母线。
6、即低压侧CT一次电流为L2流入,L1流出,与前面分析的条件一样。因此,采用图1的接线方式能适应此种情况。假设变压器差动保护采用低压侧总屏内或母线桥上的其它CT,且一次电流又从该CT的L1流入,L2流出,高压侧CT的一次电流均为L1流入L2流出,那么可采用如下两个方法,使CT二次接线满足要求,实际上就是在图1的根底上,将任一组CT二次绕组电流反相。方法一:将变压器高压侧CT二次接线保持不变,而将低压CT的二次绕组a/、b/、c/连接成中心点,再分别从X/、Y/、Z/处引低压差动臂,即将图1中a/与X/、b/与Y/、c/与Z/互换。这样也相当于将图1中的i/a、i/b、i/c分别反相180,使之与
7、图2d一样,以满足要求。方法二:保持变压器低压侧CT二次接线不变,将变压器高压侧CT二次接线在图1根底上使a与X、b与Y、c与Z互换,也就是将iA、iB、iC的方向在图1根底上反相,并从X、Y、Z处分别引出高压侧三个差动臂。如图3所示: iAi/A下面通过相量分析来说明其 aX 正确性。 iBi/B 差 iAbY i/CiCi/C 动 i/BcZ iai/a 继 iC iB i/A X/a/ 图3 (a) (b) ibi/b 电 Y/b/ ia(i/a) ici/C 器 图4 ib(i/b) Z/c/ ic(i/c) (c) 在正常运行时,作出iA、iB、iC相量如图4a。从图3得: i/A=
8、iB-iA i/B=iC-iB i/C=iA-iC作出i/A、i/B、i/C相量如图4(b)。从图4a、图4b可以看出:i/A比iA、i/B比iB、i/C比iC分别滞后150。根据变压器Y/d-11接线组别的特点,作出iai/a、ibi/b、ici/c相量如图4c。比拟图4(b)与图4(c)可知:i/A与i/a、i/B与i/b、i/C与i/c恰好反相,满足要求。因此可分析出在此中接线下,变压器内、外部短路时均可满足要求。依照以上分析,同样可得出:当变压器上下压侧CT一次电流各从L2流入,L1流出时图3接线满足要求。因此,我们可得出下述结论:当变压器上下压侧CT一次电流流向相对其各自极性端子L1
9、、L2为一样时即两侧各从L1流入L2流出,那么可采用图3接线方式或上述所说方法一。当变压器上下压侧CT一次电流流向相对其各自极性端子L1、L2为相反时即一侧电流为L1流入L2流出,而另侧电流为L2流入L1流出,那么可采用图1的接线方法。下面再分析一下一种常见的错误接线如图5。此种接线的特点:变压器 高压侧CT二次接线绕组 iAi/Aa连Z、b连X、c连Y, X a并且高压侧三个差动臂分 iBi/B 差 别从a、b、c处引出。 Y b在正常运行情况下, iCi/C 动 假定变压器高、低侧CT Z c一次电流各从L1流入, iai/a 继 L2流出,作出iA、iB、iC相 X/a/量如图6a。 i
10、bi/b 电 iAi/AY/b/ici/c 器 i/CZ/c/ iC iB i/B a b 图5 i/a (ia) i/b (ib) i/c (iC) (c) 图6根据图5可得:i/A=iA-iC i/B=iB-iA i/C=iC-iB作出i/A、i/B、i/C相量如图6b。从图6(a)、图6(b)可看出:i/A比iA、i/B比iB、i/C比iC分别滞后30。根据变压器Y/d-11接线组别特点,作出i/aia、i/bib、i/cic相量如图6c。比拟图6(b)、图6(c)可知:i/A与i/a、i/B与i/b、i/C与i/c分别相差60。故不管哪侧CT二次绕组倒相或极性接线变化均不能满足要求。外
11、部故障时,知路电流流向与正常负载电流流向一致。因此,图6的相量关系也适合此种短路故障。这时差动回路将流过很大的不平衡电流,使差动保护误动作。因此,根据正常运行及外部故障分析可知:图5是种错误的接线,这在现场接线中最常见。下面又分析一下接线不慎,造成的错误接线如图7。此种接线特点,变压器高压 侧CT二次绕组a连b、Y连Z、 iAi/Ac连X并且高压侧三个差动臂分 Xa别从a、b、c处引出。 iBi/B 差 在正常运行情况下,假定变 Yb压器高、低压侧CT一次电流各 iCi/C 动 从L1流入、L2流出,作出iA、 Z ciB、iC相量如图8a。 ia i/a 继 iA i/B X/a/ i/A
12、ib i/b电 Y/b/ iC iBici/c 器 (a) i/C (c) Z/c/ i/a (iA) 图7 i/b (iB) i/C (ic) (c) 图8根据图7可得: i/A=iA+iB i/B=-iB-iC i/C=iC-iA作出i/A、i/B、i/C相量如图8b。从图8a图8b可看出:i/A比iA滞后60。i/B比iB滞后240即i/B比iB超前120,i/C比iC滞后30。根据变压器Y/d-11接线组别特点,作出i/aia、i/bib、i/cic相量如图8c。比拟图8b、图8c可知:i/A与i/a相差90,i/B与i/b相差90,i/C与i/c相差0。故不管哪侧CT二次绕组倒相或极
13、性接线变化均不能满足要求。外部故障时,短路电流流向与正常负荷电流流向一致。因此,图8的相量关系也适合此种短路故障。这时差动回路将流过很大的不平衡电流,使差动保护误动作。因此,根据正常运行及外部故障分析可知,图7也是一种常见的错误接线,这在施工现场接线中也最为常见及普遍。综观上述分析可知:在现场进展差动保护CT二次接线时,必须按图9的正确接线方式进展接线。首先核对变压器高、低压侧CT一次电流流向相对其各自极性端子L1、L2是否一样,再核对设计图纸决定采用哪种接线方式因设计图纸所考虑的一次电流流向与其极性的关系,往往与现场不符合。假设设计图纸与现场实际不符,那么根据上述所分析原那么确定接线方式,并
14、修改设计图。接线完毕后,再仔细进展复查。并记住不能接成图5、图7的方式,也就是说:假设将变压器高压侧A相CT的二次绕组a端与C相CT的二次绕组Z端相连而成型接线,那么不能从a、b、c三端引出高压侧CT二次绕组差动臂。对图1、图3的接线方式及适用X围也可用下面简短的话来概括:假设变压器两侧CT一次电流流向相反时相对本身其极性端子L1、L2,那么变压器高压侧CT二次绕组A相的头a端连B相的尾Y端成型,并从a、b、c端引差动臂,低压侧CT接线按常规不变。假设变压器两侧电流流向一样时相对本身其极性端子L1、L2,那么采用高压侧CT二次绕组A相的头a端连C相的尾Z端成型,并从X、Y、Z端引差动臂,低压侧
15、CT二次接线按常规不变。 为了保证变压器纵联差动保 ABCi/A护的正确动作,在其投入运行前, iBiCi/C必须进展系统调整。测量每相中 iA 差 的二次电流并检查其相位以及各 动 相电流之间的相位关系。在有条 i/B 继 件的情况下,要做系统大电流的 1DL 电 试验,测量二次电流及其相位, 器 作出相量六角图,核对相位正确 dY与否。没有条件做系统大电流试 验时,在投入运行时必须要用相 2DL位测试仪器直接测量二次电流的 相位。如果二次电流相位不正确, iaib ici/b要用上述所分析的理论及方法检 ABCi/c查CT二次绕组接线的正确性, i/a并用上述任一种正确接法进展改 图9 相
16、,在正常运行或穿越性短路时,差动继电器内仅流过末被补偿的不平衡电流。在保护区内故障时,通过差动回路内的故障电流。使继电器动作于断路器,切断被保护的设备。三角形接法的作用主变为什么低压侧要采用三角接法高压侧采用Y型接法? 解释1主变低压侧接成三角形是为了消除三次谐波。防止大量谐波向系统输送引起电网电压波形畸变。三次谐波的一个重要特点就是同相位它在三角形侧可以形成环流从而有效的削弱谐波向系统输送保证供电质量。还有零序电流也可以在三角形接线形成环流因为主变高压侧采用中性点直接接地防止低压侧发生故障时零序电流窜入高压侧使上级电网零序保护误动作。主变高压侧接星型是为了降低线路的损耗和减小线路的电流及减少
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- 变压器 差动 保护 CT 二次 接线
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