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防爆隔离变压器内部故障差动保护的存在原理

作者:www.333y8.com 发布于:2019-04-02 12:50:03 点击量:

防爆隔离变压器内部故障差动保护的存在原理

差动保护的原理是基于这样一个事实,即进入网络的电流等于离开网络的电流、如果网络泄漏电流,则进入网络的电流不同于离开网络的电流。因此,这种保护原理在发电机保护中非常成功.然而,差动原理在防爆隔离变压器内部故障保护中的应用存在这一原理的问题。

一般认为,当ta饱和时,两次ta变化的比率与防爆隔离变压器变化的比率不匹配.因为防爆隔离变压器电压调节改变了抽头区域的布线,所以防爆隔离变压器使用y和d布线来产生初级和次级侧的相移,涌入电流、过励磁和其他非内部短路故障都可能导致差动电流的误差,这挑战了将差动保护原理应用于防爆隔离变压器的合理性。

首先,防爆隔离变压器的初级侧和次级侧具有较大的变化率。因此,原则上,要求防爆隔离变压器初级侧和次级侧连接的电流互感器(ta)的变化与防爆隔离变压器初级侧和次级侧的变化率完全一致,但是很难实现。因为有许多因素可以使ta的比率不同于防爆隔离变压器一次侧和二次侧的比率。例如,计算出的ta变化率可能与标称变化率不一致.ta的饱和也会改变变化率.防爆隔离变压器抽头的调整也将改变防爆隔离变压器比率。因此,即使防爆隔离变压器没有内部故障,也不能保证防爆隔离变压器初级和次级绕组测量的差动电流非常小。当没有内部故障时,由这些原因引起的防爆隔离变压器输入电流和输出电流之间的不平衡远远大于输电线路和发电机的不平衡电流、这种出现在防爆隔离变压器差动保护中的不平衡电流仅靠速度饱和转换器是无法解决的。

其次,防爆隔离变压器是一种非线性防爆隔离变压器装置。铁磁非线性可能导致防爆隔离变压器空载合闸和重合闸。在过励磁情况下,会产生比额定工作电流高几倍甚至10倍的涌入电流,导致差动电流急剧增加。产生涌流的本质是由于防爆隔离变压器铁芯的非线性特性。当防爆隔离变压器开关时铁芯有剩磁,剩磁的极性和幅度不同于对应于开关时刻的稳定磁通量时,就会产生涌入电流。涌流具有明显的直流分量、奇次谐波和偶次谐波。包括单极脉冲或双极脉冲,单极脉冲的峰值哀悼非常慢;二次谐波的初始值不是很大,但是涌入电流的衰减反而增加了。为了克服涌流引起的差动保护故障,学者和工程师提出了许多解决方案,包括前面提到的延时保护、短期降低保护灵敏度以及引入电压信号等。就区分故障电流和涌入电流而言,目前在实践中使用的基于电流的差动保护可分为两类:一类是基于谐波法;二是波形识别方法。基于谐波的方法基于这样一个事实,即防爆隔离变压器的涌入电流具有明显的直流分量和相对于故障电流的谐波含量,特别是在正常情况下的二次谐波方法。基于波形的方法有许多不同的方案。典型的方案包括全谐波法和二次和五次谐波法。基于波形识别的方法是基于防爆隔离变压器励磁涌流上半周期和下半周期的明显不对称,而内部故障电流通常具有对称性。另一种典型的方案是识别间断角。突入电流具有明显的间断角特性,而内部故障电流没有间断角特性。


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