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  • 主变差动保护几种配置方法分析

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    一、采用BCH型差动继电器构成的差动保护
    实现变压器差动保护需要解决的主要矛盾之一,是采用各种措施避越不平衡电流的影响,而励磁涌流的存在是变压器差动保护整定计算需要特别考虑的。目前,为减少励磁涌流对差动保护的影响,广泛采用速饱和中间变流器的差动继电器来构成差动保护。

    (1) 带加强型速饱和中间变流器的差动保护(BCH-2型):
    差动保护的整定值按躲开最大不平衡电流整定时,所构成的保护是带速饱和中间变流器构成的差动保护。该原理的差动保护对减少外部故障时短路电流的非周期分量的影响是有效的。但对躲励磁涌流却是不理想的。
          BCH-2型差动保护,就是针对解决励磁涌流的问题而设计的。这种差动保护的核心部分是带短路线圈的饱和中间变流器和差动电流继电器。短路线圈的存在,使得在具有非周期分量电流时,继电器的动作电流大为增加,从而提高了躲避励磁涌流和外部短路时暂态不平衡电流的性能。
          采用BCH-2型差动保护,要注意短路线圈匝数的确定,匝数愈多,躲避涌流的性能愈好,但内部短路时,继电器的动作延时就长。对中小型变压器,由于励磁涌流倍数大,内部故障时非周期分量衰减快,对保护动作要求又较低,一般选较大的匝数,而对大型变压器,内部涌流倍数小,非周期分量衰减慢,又要求保护动作快,则应选较小的匝数。最后选用的抽头是否合适,应经变压器空投试验来确定。同时,灵敏度检验应按内部短路时最小短路电流来进行。
          如不满足要求,则应选带制动特性的差动保护。与BCH-2型原理相同的还有DCD-2型差动继电器构成的差动保护

    (2) 带制动特性的差动保护(BCH-1型):
    带制动特性的差动保护是建立在这样的原则:利用变压器的穿越电流来产生制动作用,使得穿越电流大时,产生的制动作用大,并且使继电器的动作电流也随制动作用的大小而变化。如此,在任何外部短路电流的情况下,继电器的动作电流都能大于相应的不平衡电流。从而既提高灵敏度,又不致于误动作。
          BCH-1型与BCH-2型的不同之处在于后者有短路线圈而前者有制动线圈。在此要强调的是选用BCH-1型差动保护时,为提高保护装置灵敏度,要按以下原则考虑制动线圈的接入方式:   1 对于单侧电源的双圈变压器,制动线圈接在负荷侧。
    2 对于双侧电源的双圈变压器,制动线圈接在大电源侧。
                3 对于单侧电源的三圈变压器,制动线圈应接在区外短路电流的最大受电侧。
          4 对于双侧电源的三圈变压器,制动线圈接在无电源侧。
          5 对于三侧电源的三圈变压器,制动线圈的接入地点应通过计算来整定,可在区外短路电流最大的那一侧,或大电源侧,或调压侧。
          总之,制动线圈的接入原则是:外部短路时,应使其制动作用最大,保护不误动,在内部短路时,应使制动作用最小,保护灵敏度最好。
          DCD-5型差动保护与BCH-1型差动保护原理相同。一般对于带负荷调压变压器,多侧电源的多绕组变压器,外部故障时不平衡电流较大,或者采用BCH-2型、DCD-2型保护不满足灵敏度要求时,可考虑选用。

    (3) 采用多侧制动的差动保护(BCH-4型):
    BCH-4型差动继电器由DL-11型电流继电器及中间速饱和变流器两部分组成。前者作为执行元件,后者具有四个绕组并构成差动继电器的一些主要性能,如制动特性、躲避励磁涌流的直流助磁特性以及消除不平衡电流影响的性能等。
          在下列情况下,一般需采用BCH-4型差动继电器:
          1 需多侧制动的三绕组或四绕组电力变压器的差动保护;
          2 具有分裂绕组的多绕组变压器差动保护;
          3 断路器数目多于三组以上的变压器差动保护;
          4 采用BCH-1型或DCD-5型不能满足灵敏度要求时。
          由于BCH-4型差动继电器制动绕组能起到一部分动作绕组的作用,所以内部故障时灵敏度较BCH-1型、DCD-5型为优。与BCH-4型原理相同的有DCD-4型差动继电器构成的差动保护。

    2 二次谐波制动的变压器差动保护
    谐波制动继电器利用励磁涌流中有较大的2次谐波分量,而短路电流中几乎没有2次谐波分量这一特征,来区分励磁涌流和短路电流。
          LCD系列继电器构成的变压器差动保护,是由比率制动部分,差动部分,二次谐波制动部分,差动电流速断部分和极化继电器所组成。主要有LCD-4、LCD-5、LCD-5A型差动保护继电器。
          比率制动部分是用来防止外部短路时,由于不平衡电流影响而造成误动作。二次谐波制动部分的作用,是防止变压器空载投入时出现励磁涌流而造成保护动作。当设备内部发生严重故障时,短路电流大,      使电流互感器严重饱和,其二次电流可能出现很大的各次谐波分量,产生极大的制动力矩使差动元件拒动,为此设置差动速断元件,当短路电流达到4~10倍额定电流时,速断元件动作出口。 

    选用谐波制动差动保护时,同样应注意制动线圈的接入方式,其原则与BCH-1型相同。不同的是LCD型差动继电器4DKB的一次侧制动线圈,接入方式有其独特的要求。

    二、采用全功能型主变微机差动保护装置
          公司生产的992两圈主变差动保护装、993三圈主变差动保护装置主要适用于110KV、66KV、35KV及以下电压等级的三侧均配微机后备保护的差动保护,产品具有差动速断保护;比例差动保护(带二次谐波制动、CT断线闭锁);CT断线告警;Y/Y/△补偿投入;非电量保护- 本体轻瓦斯-告警;本体重瓦斯-跳闸;有载轻瓦斯-告警;有载重瓦斯-跳闸;压力释放(投-跳闸;退-告警);温度升高-告警;温度超高-跳闸等保护功能。在测量量上具有测量高侧电流:IAH、IBH、ICH;低侧电流:IaM、IbM、IcM;差动电流:DIa、DIb、DIc;等功能。同时具备485、232、以太网,多种通讯接口,是主变压器差动保护最好和选择。

    三、 鉴别波形间断角原理的差动保护
    鉴别波形间断角原理的差动保护,是利用励磁涌流波形间存在较大的间断角,而短路电流波形间无间断角的两种波形间的差别,区别出是涌流还是短路,从而躲过励磁涌流的影响,并利用制动特性躲过不平衡电流影响而构成的差动保护。
          采用该原理构成的差动保护有BCD型系列及JCD型系列继电器。常用的有BCD-23、BCD-32A、BCD-22A及JCD-2A、JCD-4A型变压器差动保护。
          这里要指出的是,变压器励磁涌流的间断角一般为120°~180°。为了可*地躲过各种变压器励磁涌流,θb(闭锁角)应取励磁涌流间断角的下限120°,若取可*系数为2,则θb=60°。
          综上所述,相对于采用速饱和特性的差动继电器,反映间断角原理及二次谐波制动原理的差动保护,因采用比率制动特性避越外部短路的不平衡电流,都具有动作时间快(不必将一般非周期分量衰减后,再动作),最小动作电流小(小于变压器额定电流)的优点。可以预见随着农村电网不断发展完善,一些由新原理构成的差动保护也将越来越多地被农村电网所采用。

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