研究变压器功率方向保护校验的方法

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  防止故障范围的扩大,变压器功率方向维护(包括相间功率方向维护和零序功率方向维护)变压器的重要后备维护之一。作为相邻元件及变压器内部故障的后备维护.保证系统平安运行方面起着重要的作用。其方向性的正确与否,和电流互感器的一次、二次接线、电压互感器的二次接线及保护装置的二次接线都有关系,实际运行当中,很容易由于接线极性的错误而造成维护误动或拒动。本文试图通过对功率方向维护的探讨,总结出一种简单可靠的校验方法。结果标明,通过模拟电力系统的实际故障,结合CTPT接线极性的分析,能够简单可靠地对功率方向维护方向的正确性进行检验,设备验收和日常定检工作中,大大简化了工作量。

  结合PTCT接线极性,提出变压器相间、接地功率方向维护的一种校验方法。该方法通过对电力系统变压器相间、接地故障的分析.模拟系统故障进行整组试验,能够简单可靠地对变压器功率方向维护进行校验。

  1.问题的提出

  可以通过检查维护的电压、电流接线极性来检查,功率方向维护方向的正确性.但是对于现场的实际装置,二次线繁多,接法复杂,难以理清各线的走向,容易出错。而且,对于应用日益广泛的微机变压器维护,功率方向维护的方向指向一般通过软件控制字整定,方向性的确定是维护软件模块默认系统的电压电流接线极性的条件下,由维护计算软件来控制确定的比方,对于WBZ2500微机变压器维护,其配置中带方向的功能,方向的确定必需在以下极性接线方式下:CT极性是当一次电流流入变压器时,装置的感应电流为正极性电流流入装置;PT极性为正极性接入装置。这样,就无法和分立元件维护一样地通过检查继电器电压电流接法的极性来检查功率方向维护的方向性。比较简单可靠的方法是结合维护的整组试验,依据维护的整定和CTPT接线极性,模拟出系统的正、反方向故障,给维护加入模拟的故障电压和电流,校验其动作的角度和灵敏性。

  2.相间功率方向的校验

  进行整组试验,要模拟系统故障.首先要分析系统一次故障的情况。

  母线外线路发生相间故障时,局的220kV变压器相间功率方向维护正方向的整定都是指向母线的首先考虑正方向故障的情况。如图1所示.对变压器维护CT,以母线流向变压器为电流的正方向。设线路阻抗角是70°,则可作出一次电压电流的向量图 可见故障电流IK滞后相间电压UK160°。

  则要视PTCT接法极性不同而有所不同。一般PT采用减极性接法,对于二次电压电流的向量关系.其二次绕组的极性端接入保护(PT接线图见后面图9对于CT,也是采用减极性接法(CT接线图见后面图10,当一次绕组L1指向母线,二次侧电流从K1流出时,可以认为二次电流和一次电流同相位,此时可作出二次电压电流向量图如图3所示;反之,当二次侧电流从K2流出时,二次电流和一次电流的相位相反,二次电压电流向量关系如图4

  首先查明PTCT接线方式,进行相间功率方向校验时.再模拟系统正反方向故障,维护端子上加入上述关系的二次电压和二次电流,检查维护动作的情况,确定维护的动作区和灵敏角。

  而在反方向故障时维护应可靠不动作,如果在正方向故障时维护能够正确动作.则标明维护接线正确,性能完好。

  CT一次绕组L1指向母线,例如.二次侧电流从K1流出,维护加入如图3所示二次电压UK2和二次电流IK2,则此时相当于系统母线外部故障的情况,以方向指向母线为正方向时,故障属于正方向故障,维护应该正确动作。由此可校验出保护的动作区和灵敏角,如图3示。

  当其灵敏角整定为230°,以LG211相间功率方向继电器为例.采用90°接线时,上述PTCT接线极性和方向指向的情况下,维护要在正方向故障下动作,就要求继电器电流线圈和电压线圈反极性接入二次电压电流,如电压线圈极性端接PT二次的极性端,则电流线圈的极性端要接CT二次的非极性端,这样才干使得动作区和故障时一致,方向性得以保证。此时,继电器的动作区的范围为IK超前UK120°至300°。

  二次侧是从K2流出时,当CT一次绕组L1指向母线.上述正方向故障时,二次电压电流间的关系正好反了180°,见图4维护加入此种关系的二次电压UK2和二次电流IK2时,也正好是系统母线外故障的情况,维护应正确动作。此时动作区的范围为IK滞后UK60°至超前UK120°。如采用LG211相间功率方向继电器,可以推断,此时继电器的电压、电流线圈是正极性接入二次电压电流。

  可以类推:

  二次侧从K1流出时,当CT一次绕组L1指向变压器.作出维护的动作区同图4所示时,才可以确定功率方向维护的正确性。

  二次侧从K2流出时,当CT一次绕组L1指向变压器.动作区应同图3

  校验功率方向维护时,可见.依据PTCT接线的极性和保护的方向整定,模拟出系统一次故障的情况,对维护加入二次电压和二次电流进行整组试验,不但可以校验保护功能的完好性,还可以校验维护功率方向接线的正确性,方法简洁可靠。

  3.零序功率方向的校验

  首先要分析正方向接地故障时零序电压电流的关系。如图5所示,用模拟故障的方法校验零序功率方向.系统K点发生接地故障,作出零序网络图。由图可以看出,零序网络中M侧流过零序电流IK,母线侧零序电压UM0为:

  M侧零序阻抗;ZM主要决定于变电所中性点接地变压器的零序阻抗,

  零序电压超前零序电流约85°。二次零序电压和二次零序电流的相量关系则与由式可作出一次零序电压UK1与一次零序电流IK1相量关系.

  PT及CT接线有关。

  零序电压通过PT开口三角取得,局的220kV变压器零序功率方向维护正方向的整定都是指向母线的.其接线采用23U0接线,即一次零序电压和二次零序电压反相位。如图9示。

  当CT一次侧L1指向母线,零序电流取套管CT二次中性线上流过的零序电流时.二次侧从K1引出接至保护,可认为一次零序电流与二次零序电流同相位,二次零序电压UK2和二次零序电流IK2向量关系如图7;反之,当CT一次侧L1指向母线,二次零序电流反相位,二次零序电压UK2和二次零序次从K2引出接至保护,可认为一次零序电流与二电流IK2向量关系如图8所示。

  对零序功率方向维护进行校验时,同样地.首先查明PTCT接线方式,再模拟故障的情况,维护端子上加入上述关系的二次零序电压UK2和二次零序电流IK2,检查维护动作的情况,确定维护的动作区和灵敏角。如果在正方向故障时维护能够正确动作,反方向故障时维护应可靠不动作,则标明维护接线正确,功能完好。

  CT一次绕组L1指向母线,例如.二次侧电流从K1流出,对于以方向指向母线为正方向的零序功率方向维护,维护加入如图7所示的二次零序电压UK2和二次零序电流IK2,则此时相当于母线外部故障的情况,维护应该正确动作,而在反方向故障时应不动作。根据上述动作条件确定维护的动作区和灵敏角,如图7示。维护的动作区范围为电流超前电压5°~185°,最大灵敏角为95°。

  灵敏角为70° 时,CT接线图对于LG212零序功率方向继电器.上述情况下,继电器的电压和电流线圈应是反极性接入二次零序电压和二次零序电流(如电压线圈极性端接PT二次的极性端,则电视线圈的极性端

  才可以保证在正方向故障时,要接CT二次的非极性端).二次零序电流超前二次零序电压的情况下继电器能够正确动作。

  二次侧电流从K2流出时,当CT一次绕组L1指向母线.二次零序电流正好反了180°,如图8对于以方向指向母线为正方向的零序功率方向维护,维护加入图8所示二次零序电压UK2和二次零序电流IK2,则正好是正方向故障的情况,维护应该正确动作,而在反方向故障时应不动作。根据上述动作条件确定维护的动作区和灵敏角,如图8示。对于LG212继电器,可以推出,继电器的电压和电流线圈应是正极性接入二次零序电压和二次零序电流。

  同样可以推得:

  二次侧从K1流出时,当CT一次绕组L1指向变压器.作出维护的动作区同图8所示时,才可以确定零序功率方向维护的正确性。

  二次侧从K2流出时,当CT一次绕组L1指向变压器.动作区应同图7

  校验零序功率方向维护时,可见.和校验相间功率方向维护一样,依据PTCT接线的极性和保护的方向整定,模拟出系统一次故障的情况,对维护加入二次电压和二次电流进行整组试验。值得注意的PT开口三角的接线方式,采用23U0和3U0不同接法时结果正好相反。

  本文提出的模拟系统故障,11实际运行结果标明.利用整组试验的方法,能够简单可靠地对变压器功率方向维护接线正确性和维护功能完好性进行校验。特别是对于微机变压器维护,其优点更加明显。

  对系统正、反方向故障时二次电压和二次电流相位关系分析的正确性是建立在PTCT接线极性的正确确定的基础上站改造来说,2应该指出.施工方便。

  操作把手应复位。手动操作是远方遥控的一级后备。4有人值班时.

  这路开关的其它信号继电器也被复归,1信号继电器的远方复归采用图2b所示的方法实现。实际中有两个问题:1有些信号继电器如系统接地信号继电器的远方复归中必须并在某一路开关的信号继电器之中。2变电站值班人员手动复归某一路开关的某一个信号继电器时.这是因为手动复归时正电源串入连在一起的远方复归回路。正在积极解决。

  只能用2采用发光字牌信号的方法来解决遥控时的事故音响和闪光问题;并用单独的一路摇控发光字牌信号。注意:遥控对象是一个虚对象.

  对象选择中间继电器的触点或合闸中间继电器的触点;还有光字牌信号的坚持问题。

  把对象选择中间继电器的触点用于了重合闸放电,1采用电容式重合闸的变电站.信号继电器的远方复归采用单独的一路摇控实现。这样就将每一路开关的负信号线通过继电器线圈连在一起,查找直流接地时应考虑到

  因此级连继电器方式没有过多考虑。本文是两个站的设计及施工之所得,2施工原则是最小改动.愿交流和分享。