研究變壓器功率方向保護校驗的方法

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  防止故障范圍的擴大,變壓器功率方向維護(包括相間功率方向維護和零序功率方向維護)變壓器的重要后備維護之一。作為相鄰元件及變壓器內部故障的后備維護.保證系統平安運行方面起著重要的作用。其方向性的正確與否,和電流互感器的一次、二次接線、電壓互感器的二次接線及保護裝置的二次接線都有關系,實際運行當中,很容易由于接線極性的錯誤而造成維護誤動或拒動。本文試圖通過對功率方向維護的探討,總結出一種簡單可靠的校驗方法。結果標明,通過模擬電力系統的實際故障,結合CTPT接線極性的分析,能夠簡單可靠地對功率方向維護方向的正確性進行檢驗,設備驗收和日常定檢工作中,大大簡化了工作量。

  結合PTCT接線極性,提出變壓器相間、接地功率方向維護的一種校驗方法。該方法通過對電力系統變壓器相間、接地故障的分析.模擬系統故障進行整組試驗,能夠簡單可靠地對變壓器功率方向維護進行校驗。

  1.問題的提出

  可以通過檢查維護的電壓、電流接線極性來檢查,功率方向維護方向的正確性.但是對于現場的實際裝置,二次線繁多,接法復雜,難以理清各線的走向,容易出錯。而且,對于應用日益廣泛的微機變壓器維護,功率方向維護的方向指向一般通過軟件控制字整定,方向性的確定是維護軟件模塊默認系統的電壓電流接線極性的條件下,由維護計算軟件來控制確定的比方,對于WBZ2500微機變壓器維護,其配置中帶方向的功能,方向的確定必需在以下極性接線方式下:CT極性是當一次電流流入變壓器時,裝置的感應電流為正極性電流流入裝置;PT極性為正極性接入裝置。這樣,就無法和分立元件維護一樣地通過檢查繼電器電壓電流接法的極性來檢查功率方向維護的方向性。比較簡單可靠的方法是結合維護的整組試驗,依據維護的整定和CTPT接線極性,模擬出系統的正、反方向故障,給維護加入模擬的故障電壓和電流,校驗其動作的角度和靈敏性。

  2.相間功率方向的校驗

  進行整組試驗,要模擬系統故障.首先要分析系統一次故障的情況。

  母線外線路發生相間故障時,局的220kV變壓器相間功率方向維護正方向的整定都是指向母線的首先考慮正方向故障的情況。如圖1所示.對變壓器維護CT,以母線流向變壓器為電流的正方向。設線路阻抗角是70°,則可作出一次電壓電流的向量圖 可見故障電流IK滯后相間電壓UK160°。

  則要視PTCT接法極性不同而有所不同。一般PT采用減極性接法,對于二次電壓電流的向量關系.其二次繞組的極性端接入保護(PT接線圖見后面圖9對于CT,也是采用減極性接法(CT接線圖見后面圖10,當一次繞組L1指向母線,二次側電流從K1流出時,可以認為二次電流和一次電流同相位,此時可作出二次電壓電流向量圖如圖3所示;反之,當二次側電流從K2流出時,二次電流和一次電流的相位相反,二次電壓電流向量關系如圖4

  首先查明PTCT接線方式,進行相間功率方向校驗時.再模擬系統正反方向故障,維護端子上加入上述關系的二次電壓和二次電流,檢查維護動作的情況,確定維護的動作區和靈敏角。

  而在反方向故障時維護應可靠不動作,如果在正方向故障時維護能夠正確動作.則標明維護接線正確,性能完好。

  CT一次繞組L1指向母線,例如.二次側電流從K1流出,維護加入如圖3所示二次電壓UK2和二次電流IK2,則此時相當于系統母線外部故障的情況,以方向指向母線為正方向時,故障屬于正方向故障,維護應該正確動作。由此可校驗出保護的動作區和靈敏角,如圖3示。

  當其靈敏角整定為230°,以LG211相間功率方向繼電器為例.采用90°接線時,上述PTCT接線極性和方向指向的情況下,維護要在正方向故障下動作,就要求繼電器電流線圈和電壓線圈反極性接入二次電壓電流,如電壓線圈極性端接PT二次的極性端,則電流線圈的極性端要接CT二次的非極性端,這樣才干使得動作區和故障時一致,方向性得以保證。此時,繼電器的動作區的范圍為IK超前UK120°至300°。

  二次側是從K2流出時,當CT一次繞組L1指向母線.上述正方向故障時,二次電壓電流間的關系正好反了180°,見圖4維護加入此種關系的二次電壓UK2和二次電流IK2時,也正好是系統母線外故障的情況,維護應正確動作。此時動作區的范圍為IK滯后UK60°至超前UK120°。如采用LG211相間功率方向繼電器,可以推斷,此時繼電器的電壓、電流線圈是正極性接入二次電壓電流。

  可以類推:

  二次側從K1流出時,當CT一次繞組L1指向變壓器.作出維護的動作區同圖4所示時,才可以確定功率方向維護的正確性。

  二次側從K2流出時,當CT一次繞組L1指向變壓器.動作區應同圖3

  校驗功率方向維護時,可見.依據PTCT接線的極性和保護的方向整定,模擬出系統一次故障的情況,對維護加入二次電壓和二次電流進行整組試驗,不但可以校驗保護功能的完好性,還可以校驗維護功率方向接線的正確性,方法簡潔可靠。

  3.零序功率方向的校驗

  首先要分析正方向接地故障時零序電壓電流的關系。如圖5所示,用模擬故障的方法校驗零序功率方向.系統K點發生接地故障,作出零序網絡圖。由圖可以看出,零序網絡中M側流過零序電流IK,母線側零序電壓UM0為:

  M側零序阻抗;ZM主要決定于變電所中性點接地變壓器的零序阻抗,

  零序電壓超前零序電流約85°。二次零序電壓和二次零序電流的相量關系則與由式可作出一次零序電壓UK1與一次零序電流IK1相量關系.

  PT及CT接線有關。

  零序電壓通過PT開口三角取得,局的220kV變壓器零序功率方向維護正方向的整定都是指向母線的.其接線采用23U0接線,即一次零序電壓和二次零序電壓反相位。如圖9示。

  當CT一次側L1指向母線,零序電流取套管CT二次中性線上流過的零序電流時.二次側從K1引出接至保護,可認為一次零序電流與二次零序電流同相位,二次零序電壓UK2和二次零序電流IK2向量關系如圖7;反之,當CT一次側L1指向母線,二次零序電流反相位,二次零序電壓UK2和二次零序次從K2引出接至保護,可認為一次零序電流與二電流IK2向量關系如圖8所示。

  對零序功率方向維護進行校驗時,同樣地.首先查明PTCT接線方式,再模擬故障的情況,維護端子上加入上述關系的二次零序電壓UK2和二次零序電流IK2,檢查維護動作的情況,確定維護的動作區和靈敏角。如果在正方向故障時維護能夠正確動作,反方向故障時維護應可靠不動作,則標明維護接線正確,功能完好。

  CT一次繞組L1指向母線,例如.二次側電流從K1流出,對于以方向指向母線為正方向的零序功率方向維護,維護加入如圖7所示的二次零序電壓UK2和二次零序電流IK2,則此時相當于母線外部故障的情況,維護應該正確動作,而在反方向故障時應不動作。根據上述動作條件確定維護的動作區和靈敏角,如圖7示。維護的動作區范圍為電流超前電壓5°~185°,*大靈敏角為95°。

  靈敏角為70° 時,CT接線圖對于LG212零序功率方向繼電器.上述情況下,繼電器的電壓和電流線圈應是反極性接入二次零序電壓和二次零序電流(如電壓線圈極性端接PT二次的極性端,則電視線圈的極性端

  才可以保證在正方向故障時,要接CT二次的非極性端).二次零序電流超前二次零序電壓的情況下繼電器能夠正確動作。

  二次側電流從K2流出時,當CT一次繞組L1指向母線.二次零序電流正好反了180°,如圖8對于以方向指向母線為正方向的零序功率方向維護,維護加入圖8所示二次零序電壓UK2和二次零序電流IK2,則正好是正方向故障的情況,維護應該正確動作,而在反方向故障時應不動作。根據上述動作條件確定維護的動作區和靈敏角,如圖8示。對于LG212繼電器,可以推出,繼電器的電壓和電流線圈應是正極性接入二次零序電壓和二次零序電流。

  同樣可以推得:

  二次側從K1流出時,當CT一次繞組L1指向變壓器.作出維護的動作區同圖8所示時,才可以確定零序功率方向維護的正確性。

  二次側從K2流出時,當CT一次繞組L1指向變壓器.動作區應同圖7

  校驗零序功率方向維護時,可見.和校驗相間功率方向維護一樣,依據PTCT接線的極性和保護的方向整定,模擬出系統一次故障的情況,對維護加入二次電壓和二次電流進行整組試驗。值得注意的PT開口三角的接線方式,采用23U0和3U0不同接法時結果正好相反。

  本文提出的模擬系統故障,11實際運行結果標明.利用整組試驗的方法,能夠簡單可靠地對變壓器功率方向維護接線正確性和維護功能完好性進行校驗。特別是對于微機變壓器維護,其優點更加明顯。

  對系統正、反方向故障時二次電壓和二次電流相位關系分析的正確性是建立在PTCT接線極性的正確確定的基礎上站改造來說,2應該指出.施工方便。

  操作把手應復位。手動操作是遠方遙控的**后備。4有人值班時.

  這路開關的其它信號繼電器也被復歸,1信號繼電器的遠方復歸采用圖2b所示的方法實現。實際中有兩個問題:1有些信號繼電器如系統接地信號繼電器的遠方復歸中必須并在某一路開關的信號繼電器之中。2變電站值班人員手動復歸某一路開關的某一個信號繼電器時.這是因為手動復歸時正電源串入連在一起的遠方復歸回路。正在積極解決。

  只能用2采用發光字牌信號的方法來解決遙控時的事故音響和閃光問題;并用單獨的一路搖控發光字牌信號。注意:遙控對象是一個虛對象.

  對象選擇中間繼電器的觸點或合閘中間繼電器的觸點;還有光字牌信號的堅持問題。

  把對象選擇中間繼電器的觸點用于了重合閘放電,1采用電容式重合閘的變電站.信號繼電器的遠方復歸采用單獨的一路搖控實現。這樣就將每一路開關的負信號線通過繼電器線圈連在一起,查找直流接地時應考慮到

  因此級連繼電器方式沒有過多考慮。本文是兩個站的設計及施工之所得,2施工原則是*小改動.愿交流和分享。

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