CN101800416B - 电炉变压器中性点横差保护方法 - Google Patents

电炉变压器中性点横差保护方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电炉变压器中性点横差保护方法，本方法综合考虑了补偿电容器纵差保护的影响，当补偿电容器的纵差保护范围内短路时，电炉变压器横差保护的快速出口被闭锁，横差保护延时出口作为电容器纵差保护的后备保护，这样能够根据故障类型，准确的动作保护电炉变压器，避免电炉变压器被烧毁。

Description

电炉变压器中性点横差保护方法
技术领域
本发明涉及电炉变压器中性点横差保护方法，属于电力网系统继电保护领域。
背景技术
各种矿山冶冻企业（如轧钢厂等各种矿石冶炼厂）应用一种特殊性能及结构的电炉变压器，多为Y/△-11/△-11或Y-Y-12/△-11接线方式，高压侧电压为35～220Kv，低压侧输出电压为几十伏至200伏左右直接供电给电弧型电炉，产生高温来冶炼矿石。高压侧电压取自电力系统，基本稳定，低压侧电压可在广泛范围内（约50%）调压。
电炉变压器中有一种称为共铁芯式电炉变压器，其特点是主变压器及调压变压器共用一个铁芯，故称为共铁芯式。这种电炉变压器的保护装置在当前国内外都只是采用简单的过电流保护，保护性能差，当电炉变压器内部短路故障时（绝大多数为匣间短路或单相接地短路）经常出现过流保护拒动现象，致使电炉变压器烧毁，严重影响冶炼企业的安全生产。完善提高电炉变压器保护装置的性能及研制新型电炉变压器保护已成为当前冶炼企业以及电力系统继电保护的迫切任务之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种针对不同的故障，给予准确动作保护的电炉变压器中性点横差保护方法。
为实现上述目的，本发明的电炉变压器中性点横差保护方法步骤如下：
（1）分别将三相电炉变压器A、B、C相从各相的中性点X、Y、Z处断开，分别对应成为端头X1、X2 , Y1、Y2 ,Z1、Z2 ,把这六个端头从油箱中引出，将端头X1、Y1、Z1连接起来成为一个中性点M1，将X2、Y2、Z2连接起来成为另一中性点M2，再将这两个中性点M1、M2连接电流互感器LHO一次侧，电流互感器LHO的二次侧电流3                                                
Figure 201010156091X100002DEST_PATH_IMAGE001
输出到横差保护装置的输入端子，构成电炉变压器中性点横差保护；
（2）横差保护的动作主判据为：
Figure 654366DEST_PATH_IMAGE002
，动作电流整定值
Figure 201010156091X100002DEST_PATH_IMAGE003
是按躲开电炉变压器正常最大负荷电流时通过高压侧中性点的不平衡电流来整定的；
（3）当电炉变压器内部匝间短路、单相接地短路或相间短路时，电流互感器LH0的二次电流3
Figure 819506DEST_PATH_IMAGE004
增大，横差保护主判据动作，“出口1”快速动作，跳开电炉变压器高压侧断路器；当补偿电容器纵差保护范围内短路时，电炉变压器横差保护的快速出口被闭锁，横差保护以0.5秒延时出口，作为补偿电容器纵差保护的后备保护。
 进一步的，所述步骤（2）中不平衡电流
Figure 201010156091X100002DEST_PATH_IMAGE005
，可靠系数
Figure 836004DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure 333981DEST_PATH_IMAGE007
是实际检测值。
电流互感器
Figure 105628DEST_PATH_IMAGE008
一次侧的额定电流约为电炉变压器额定电流的。
所述三相电炉变压器是三相共铁芯式变压器，是由三个单相三铁芯变压器组合而成。
适用于Y/△-11/△-11或Y-Y-12/△-11接线方式的共铁芯式电炉变压器。
本发明的电炉变压器中性点横差保护方法，综合考虑了补偿电容器纵差保护的影响，当补偿电容器的纵差保护范围内短路时，电炉变压器横差保护的快速出口被闭锁，横差保护延时出口作为电容器纵差保护的后备保护，这样能够根据故障类型，准确的动作保护电炉变压器，避免电炉变压器被烧毁。
附图说明
图1是单相共铁芯式电炉变压器原理接线图；
图2是三相共铁芯式电炉变压器高压侧中性点横差保护外部接线图；
 图3是共铁芯式电炉变压器中性点横差保护框图。
具体实施方式
 本发明的电炉变压器中性点横差保护方法步骤如下：
（1）分别将三相电炉变压器A、B、C相从各相的中性点X、Y、Z处断开，分别对应成为端头X1、X2 , Y1、Y2 ,Z1、Z2 ,把这六个端头从油箱中引出，将端头X1、Y1、Z1连接起来成为一个中性点M1，将X2、Y2、Z2连接起来成为另一中性点M2，再将这两个中性点M1、M2连接电流互感器LHO一次侧，电流互感器LHO的二次侧电流3
Figure 876455DEST_PATH_IMAGE001
输出到横差保护装置的输入端子，构成电炉变压器中性点横差保护；
（2）横差保护的动作主判据为：，动作电流整定值
Figure 109170DEST_PATH_IMAGE003
是按躲开电炉变压器正常最大负荷电流时通过高压侧中性点的不平衡电流来整定的；
（3）当电炉变压器内部匝间短路、单相接地短路或相间短路时，电流互感器LH0的二次电流3
Figure 547105DEST_PATH_IMAGE004
增大，横差保护主判据动作，“出口1”快速动作，跳开电炉变压器高压侧断路器；当补偿电容器纵差保护范围内短路时，电炉变压器横差保护的快速出口被闭锁，横差保护以0.5秒延时出口，作为补偿电容器纵差保护的后备保护。
具体实施例如下：
如图1所示的单相三铁芯电炉变压器的结构中，W2为主变压器的高压绕组，Wd为主变压器的低压绕组；W1为调压变压器的一次绕组（高压绕组）WT为调压变压器二次绕组（又称调压绕组），。W1的电压
Figure 879439DEST_PATH_IMAGE011
（系统相电压例如110/kv）；W2的电压为
Figure 918119DEST_PATH_IMAGE013
；WT的电压为
Figure 80111DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 141607DEST_PATH_IMAGE015
电压为
Figure 363641DEST_PATH_IMAGE016
，的电压为
Figure 741850DEST_PATH_IMAGE018
当K（+）通时，当K（一）通时
Figure 113106DEST_PATH_IMAGE020
。
 主变压器低压绕组
Figure 449147DEST_PATH_IMAGE021
的输出电压
Figure 15257DEST_PATH_IMAGE022
供电给电炉的一个极，调压绕组WT的全部电压
Figure 316926DEST_PATH_IMAGE014
（例如10kv）供电给单相补偿电容器C，由于
Figure 615183DEST_PATH_IMAGE023
基本稳定所以
Figure 2302DEST_PATH_IMAGE014
也基本稳定，补偿电容器C与电炉变压器之间有断路器，调压绕组具有许多分接头，改变分接头位置以及K（+）相通或K（-）相同可以改变
Figure 200382DEST_PATH_IMAGE025
及
Figure 997437DEST_PATH_IMAGE026
的值，从而能改变主变压器高压绕组电压
Figure 543956DEST_PATH_IMAGE027
的值，改变低压侧输出电压
Figure 717448DEST_PATH_IMAGE028
的值，以满足电炉冶炼过程中所需要的值。
如图2中所示，三相共铁芯式电炉变压器由三个单相三铁芯变压器组合而成，图中只画出了其主变高压绕组W2A、W2B、W2C，主变高压侧调压绕组WLA、WLB、WLC及低压侧调压绕组、
Figure 135234DEST_PATH_IMAGE029
Figure 231366DEST_PATH_IMAGE030
,接电炉的主变低压绕组及铁芯结构未画出。将A相共铁芯式电炉变压器的中性点X处断开，成为X1、X2 , 把A、X1、X2三个端头都从油箱中引出，将B相共铁芯式电炉变压器的中性点Y处断开，成为Y1、Y2 , 把B、Y1、Y2三个端头都从油箱中引出，将C相共铁芯式电炉变压器的中性点Z处断开，成为Z1、Z2 , 把C、Z1、Z2三个端头都从油箱中引出，将端头X1、Y1、Z1连接起来成为一个中性点Y1，将X2、Y2、Z2连接起来成为另一个中性点Y2，再将这两个中性点Y1、Y2连接电流互感器LHO一次侧，电流互感器LHO的二次侧电流3Io输出到横差保护装置的输入端子，构成共铁芯式电炉变压器中性点横差保护。
  图3所示的共铁芯式电炉变压器中性点横差保护框图中，横差保护的动作判据为：3I。≥Izd，动作电流整定值Izd按躲开电炉变压器正常最大负荷电流时通过高压侧中性点的不平衡电流Iunb来整定，可靠系数
Figure 942970DEST_PATH_IMAGE006
，是实际检测值，即
Figure 884698DEST_PATH_IMAGE005
。当电炉变压器内部匝间短路、单相接地短路或相间短路时，LH0的二次电流3I。增大，横差保护主判据动作，“出口1”快速动作，跳开电炉变压器高压侧断路器；当补偿电容器纵差保护范围内短路时，电炉变压器横差保护的快速出口被闭锁，横差保护以0.5秒延时出口，作为补偿电容器纵差保护的后备保护。而电容器内部短路时，电容器纵差保护会快速动作跳开电容器端部的断路器，一般选择
Figure 468126DEST_PATH_IMAGE008
一次侧的额定电流约为变压器额定电流的
Figure 655525DEST_PATH_IMAGE009
。

Claims (5)

1.一种电炉变压器中性点横差保护方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）分别将三相电炉变压器A、B、C相从各相的中性点X、Y、Z处断开，分别对应成为端头X1、X2 , Y1、Y2 ,Z1、Z2 ,把这六个端头从油箱中引出，将端头X1、Y1、Z1连接起来成为一个中性点M1，将X2、Y2、Z2连接起来成为另一中性点M2，再将这两个中性点M1、M2连接电流互感器LHO一次侧，电流互感器LHO的二次侧电流                                                
Figure 201010156091X100001DEST_PATH_IMAGE001
输出到横差保护装置的输入端子，构成电炉变压器中性点横差保护；
（2）横差保护的动作主判据为：
Figure 589794DEST_PATH_IMAGE002
，动作电流整定值
Figure 201010156091X100001DEST_PATH_IMAGE003
是按躲开电炉变压器正常最大负荷电流时通过高压侧中性点的不平衡电流来整定的；
（3）当电炉变压器内部匝间短路、单相接地短路或相间短路时，电流互感器LH0的二次侧电流
Figure 821449DEST_PATH_IMAGE001
增大，横差保护主判据动作，出口1快速动作，跳开电炉变压器高压侧断路器；当补偿电容器纵差保护范围内短路时，电炉变压器横差保护的出口1被闭锁，横差保护以0.5秒延时出口作为补偿电容器纵差保护的后备保护。
2.根据权利要求1所述的电炉变压器中性点横差保护方法，其特征在于：所述步骤（2）中动作电流整定值
Figure 663503DEST_PATH_IMAGE004
，可靠系数
Figure 201010156091X100001DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 58712DEST_PATH_IMAGE006
是不平衡电流。
3.根据权利要求2所述的电炉变压器中性点横差保护方法，其特征在于：电流互感器
Figure 201010156091X100001DEST_PATH_IMAGE007
一次侧的额定电流为电炉变压器额定电流的
Figure 686134DEST_PATH_IMAGE008
。
4.根据权利要求3所述的电炉变压器中性点横差保护方法，其特征在于：所述三相电炉变压器是三相共铁芯式变压器，是由三个单相三铁芯变压器组合而成。
5.根据权利要求4所述的电炉变压器中性点横差保护方法，其特征在于：适用于Y/△-11/△-11或Y/Y-12/△-11接线方式的共铁芯式电炉变压器。
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