rcs-978变压器保护工原理rcs-978变压器保护工作原理rcs-978变压器保护工作原理rcs-978变压器保护工作原理.doc

技术报告 RCS-978变压器保护工作原理 国内变压器保护的型号种类繁多，各个生产厂家都有自已独特的产品，种类虽多，但基本原理一样。其中国电南自和南京南瑞两个厂家的主变保护的功能十分强大、特点十分鲜明。南京南瑞RCS-978变压器成套保护原理如下： 理论知识 比率制动式差动保护 与发电机、变压器及母线差动保护（纵差保护）相同，变压器纵差保护的构成原理也是基于克希荷夫第一定律，即=0，物理意义是：变压器正常运行或外部故障时，流入变压器的电流等于流出变压器的电流。此时，纵差保护不应该动作。 当变压器内部故障时，若忽略负荷电流不计，则只有流进变压器的电流而没有流出变压器的电流，其纵差保护动作。 但是有很多因素造成了在正常或外部短路故障时其不等于0。 ⑴变压器两侧电流的大小及相位不同 　　　变压器正常运行时，若不计传输损耗，则流入功率应等于流出功率。但由于两侧的电压不同，其两侧的电流不会相同。 　　　超高压、大容量变压器的接线方式，均采用YN，d方式。因此，流入变压器电流与流出变压器电流的相位不可能相同。当接线组别为YN，d11时，变压器两侧电流的相位差30度。流入变压器的电流大小和相位与流出电流大小和相位不同，则就不可能等于0或很小了。 ①在大小不等方面，我们可以引入平衡系数的概念。 平衡系数(ph)算法： 高压侧：变压器绕组星形接线1/√3 变压器绕组角形接线1 中压侧：变压器绕组星形接线Mct*Mdy/(Hct*Hdy*√3) 变压器绕组角形接线Mct*Mdy/(Hct*Hdy) 低压侧：变压器绕组星形接线Lct*Ldy/(Hct*Hdy*√3) 变压器绕组角形接线Lct*Ldy/(Hct*Hdy) 装置中差流计算值=输入值*平衡系数 例：CT变比H：1200/5 M：1200/5 L：2000/5 PT变比H：230/100 M：115/100 L：37.5/100 变压器星星角接线，CT二次星星星接线 计算得Ph高=0.577 Ph中=0.289 Ph低=0.272 ②在相位不同方面，我们引入相位软件补偿。 变压器各侧电流相位补偿 变压器接线组别对差动保护的影响 对于Y/Y0接线的变压器，由于一二次绕组对应的电压相位相同，故一二次两侧对应相电流的相位几乎完全相同，而常用的Y/d11接线的变压器，由于三角形侧的线电压与星形侧相应相的线电压相位相差30°。由于变压器中平衡绕组（△形绕组）的存在，当Y形绕组中性点接地运行，系统发生接地故障时，Y形侧各相电流中含有零序电流，△形绕组或不接地的Y形绕组中无零序电流，因此必须对Y形绕组各相电流进行处理，以消除零序电流对差动保护的影响。 TA接线原则：变压器各侧TA二次都按Y型接线。在进行差动计算时由软件对变压器Y型侧电流进行相位校正及电流补偿。 相位校正： 如Y型侧TA二次三相电流采样值为Ia Ib Ic ，则软件按下式可求得用作差动计算的三相电流IA IB IC 。用软件实现Y/Δ转换，其高压侧转换相量图如下： 由相量图可见：经软件相位转换后的 就与低压侧（△形侧） 同相位了。 ⑵励磁涌流的影响 变压器的高低压侧是通过电磁联系的，故仅在电源的一侧存在励磁电流，这励磁电流将全部流入差动回路。在正常运行情况下，其值很小，小于变压器额定电流的3%。当变压器空载合闸时，会出现励磁涌流，在电压为0时刻合闸时，变压器铁芯中的磁通急剧增大，使铁芯瞬间饱和，这时出现数值很大的冲击励磁电流（可达5~10倍）。实际情况下，现场遇到这么大的涌流机会较小。 单相变压器励磁涌流的分析 为考虑空载合闸的最严重条件，同时有利于简化分析工作，假设电源内阻抗为0，不计合闸回路电阻。 u1 Isd Lm u2 合闸大电源电压为 u=umSin(ωt+α) 当二次侧开路的空载变压器突然合到电压为u的无穷大系统上，忽略变压器漏抗压降，设变压器的变比为1：1，则有 dφ/dt= umSin(ωt+α) 即 φ=－umumωCos(ωt+α) /ω+C =um/ωL[Cosα－Cos(ωt+α) －(Bs－Br)/Bm]≥0 ωL合闸回路的基波电抗 由以上公式可以看出当α=0时有最大的暂态磁通，因此α=0时，产生最大涌流峰值（对单相变压器）。 在通常的励磁涌流中含有大量的非周期分量和高次谐波，因此励磁涌流不是标准的正弦波。励磁涌流的大小与合闸瞬间的电压相位、铁芯剩磁大小和方向、电源容量、变压器容量及铁芯材料等因数有关。 分析：这么大的一个电流，一定会超过差动门槛值，此时应该有一个判断逻辑来判断一个大电流到底是否是励磁涌流。 从试验和理论