CN203204109U - 变压器差动保护现场校验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及变压器校验设备，尤其是一种变压器差动保护现场校验装置。该装置包括一个三相调压控制台，所述的调压控制台包括一调压器及与调压器连接的测试和控制电路，所述的调压器输入端连接三相电源、输出端连接三个相互联接的单相升压变压器，三个单相升压变压器输出端联接进行三相输出。本实用新型通过采用特定的升压设备在主变高压侧进线处施加更高的电压来产生更大的短路电流以满足保护装置的检测精度，在差动回路校验过程中能够更真实地反映出各种模拟量，满足现场差动保护回路极性校验的要求。

Description

变压器差动保护现场校验装置

技术领域

本发明涉及变压器校验设备，尤其是一种变压器差动保护现场校验装置。

背景技术

变压器是变电站的心脏，为保证变电站的安全可靠运行，对变压器的保护尤其重要。变压器的差动保护是变压器的主保护，主要是用来保护变压器内部、套管以及进出线上的相间短路，同时也可以保护单相层间短路和接地短路。电流差动保护不但能够正确区分内外部故障，而且不需要与其他元件的保护配合，使用电气量少、保护范围明确、动作不需延时、能迅速切除内部故障，被广泛用作变压器的主保护，为变压器的安全、可靠、稳定运行提供有力的保障。而变压器的差动保护主要是采集电流量，故变压器高低压侧CT接线正确与否将直接决定主变差动保护的可靠性。

随着中国铁路电气化进程的加快，高速、重载列车已成当今趋势，对牵引变电所而言，这就需要大型的变压器来提供更大的牵引电流。同时，为了降低流互二次回路的功耗，现多选用额定二次电流为1A（即额定电流比为N/1A）的电流互感器，相应的电流互感器的变流比也就增大了。传统的校验差动回路的方法是在主变高压侧进线处施加380V三相电压，在主变低压侧馈线处短路接地来校验差动回路接线和极性的方法。而当前是由于流互变比的增大使得流入保护装置的电流小于保护装置能够检出的电流下限，采用传统的差动回路的校验方法已经不能满足当前要求。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种升压仪器模拟变压器实际负荷情况，来验证差动回路的正确性，为变电站的稳定运行提供可靠保障的变压器差动保护现场校验装置。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

该装置包括一个三相调压控制台，所述的调压控制台包括一调压器及与调压器连接的测试和控制电路，所述的调压器输入端连接三相电源，输出端连接三个相互联接的单相升压变压器，三个单相升压变压器输出端联接进行三相输出。

优选地，所述的三相调压控制台的输入端输入380V三相电源。

优选地，所述的三个单相升压变压器输出端联接，所述的调压器连接有控制调压器在0-1100V电压输出区间调节的旋转式调压手柄。

采用上述结构后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：通过采用特定的升压设备在主变高压侧进线处施加更高的电压来产生更大的短路电流以满足保护装置的检测精度，在差动回路校验过程中能够更真实地反映出各种模拟量，满足现场差动保护回路极性校验的要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的校验装置模块结构示意图；

图2是本发明的调压控制台详细电路原理；

图3是本发明实施例采用的主变压器主保护装置与变压器连接结构示意图；

图4是本发明差动保护时的比率差动特征曲线；

图5是AT供电方式下220kV的V/X接线变压器CT相关参数表；

图6是主变差流速断保护和比率差动特性曲线测试的数据表；

图7是本发明校验时的比率差动特征曲线；

图8是校验时保护装置显示电流表。

图中：调压控制台1、调压器11、测试和控制电路12、调压器输入端A、B、C，调压器输出端a、b、c。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

本实施例以铁路牵引中常用的V/X接线牵引变压器的使用和校验为例来说明差动保护和现场校验的原理。

如图1和图2所示，本实施例的现场校验装置包括一调压控制台1，所述的调压控制台1包括一调压器11及与调压器11连接的测试和控制电路12，所述的调压器11的输入端A、B、C连接三相电源，调压器11的输出端a、b、c连接三个相互联接的单相升压变压器2，三个单相升压变压器输出端联接进行三相输出；所述的三个单相升压变压器2输出端联接，所述的调压器11连接有控制调压器在0-1100V电压输出区间调节的旋转式调压手柄（图中未示出）。

图3所示的是现有的差动保护装置，即图中的主变主保护装置与V/X接线牵引变压器的连接结构示意图，由于是已有的设备和连接方式，此处不再详述连接关系，V/X接线牵引变压器的差动保护一般包括差动速断保护和二次谐波闭锁的比率差动保护，在正常工作时符合图4所示的比率差动特征曲线，此时，主变主保护装置工作参数和依据如下：

1、差动速断保护

保护装置中设有变压器三相差动速断保护，动作判据为：

ICD≥ISD

式中：ICD为差动电流，ISD为差动速断整定值。

2、二次谐波闭锁的比率差动保护

变压器三相差动保护采用具有比率制动特性的差动保护，带有二次谐波闭锁判据，同样如图4中特性曲线所示，其中：

IDZ----差动电流整定值；ISD----差动速断整定值；

I1----制动电流Ⅰ段整定值；I2----制动电流Ⅱ段整定值；

K1----Ⅰ段比率制动系数；K2----Ⅱ段比率制动系数。

3、电流平衡关系

将主变高压侧引入保护装置的电流用iA、iB、iC表示，低压侧引入保护装置的电流iα、iβ折算到主变高压侧的电流用ia、ib、ic表示，则电流平衡关系为：

ia=iα/Kph；ib=－(iα＋iβ)/Kph；ic=iβ/Kph

差动电流为：

ICDA=|iA－ia|；ICDB=|iB－ib|；ICDC=|iC－ic|

制动电流为：

IZDA=|iA＋ia|/2；IZDB=|iB＋ib|/2；IZDC=|iC＋ic|/2

而通过本发明的变压器差动保护现场校验装置校验时，工作原理如下：由于差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的，反映的是流入变压器的电流和流出电流（折算后的电流）的差值，如果差动回路中的电流值大于整定值时，则差动保护瞬时动作。在做变压器的差动保护校验之前，要对变电站的交流回路施加电压、电流进行校验，保证各交流回路的正确性，尤其是差动保护电流回路的极性。在施加电流时，要分析变压器实际运行时的电流流向，确保电流互感器的极性满足实际运行需要。以AT供电方式为例，在牵引变电所的馈线接触网上网开关处分别对T线和F线进行接地，利用产生的短路接地电流作为一次电流直接作用在设备上，从保护装置上看各相电流、差动电流、制动电流的大小，通过比值换算后满足要求，来说明回路正确。为了提高数据的可靠性，校验时在牵引变电所进线侧利用设备把380V交流电升高为880V交流电，在牵引变电所的馈线接触网上网开关处分别对T线和F线进行接地，来模拟变压器带负荷运行。

以AT供电方式下220kV的V/X接线变压器为例，并参照图5-图8所示，由于K=220kV/27.5kV=8，NH=500/1A，NL=1500/1A；

由于校验时只对T线进行短接接地，未对F线进行短接接地，故平衡系数Kph=2.67；

ia=iα/Kph=0.04∠280°/2.67=0.015∠280°；

ib=－(iα＋iβ)/Kph=－(0.04∠280°+0.04∠0°)/2.67=0.023∠140°

ic=iβ/Kph=0.04∠0°/2.67=0.015∠0°；

则差动电流为：

ICDA=|iA－ia|=|0.01∠300°－0.015∠280°|=0.0066

ICDB=|iB－ib|=|0.02∠150°－0.023∠140°|=0.00048

ICDC=|iC－ic|=|0.01∠0°－0.015∠0°|=0.0050

制动电流为：

IZDA=|iA＋ia|/2=|0.01∠300°＋0.015∠280°|/2=0.0118

IZDB=|iB＋ib|/2=|0.02∠150°＋0.023∠140°|/2=0.0214

IZDC=|iC＋ic|/2=|0.01∠0°＋0.015∠0°|/2=0.0125

通过以上数据分析，差动电流的实测值与理论计算值基本为零（存在测量误差和不平衡电流），制动电流实测值与理论计算值基本一致，说明差动电流回路正确，电流互感器极性校验正确。用同样的方法可以对F线的差动电流回路和电流互感器极性进行校验。

Claims (3)

1.变压器差动保护现场校验装置，其特征在于：包括一个三相调压控制台，所述的调压控制台包括一调压器及与调压器连接的测试和控制电路，所述的调压器输入端连接三相电源、输出端连接三个相互联接的单相升压变压器，三个单相升压变压器输出端联接进行三相输出。

2.如权利要求1所述的变压器差动保护现场校验装置，其特征在于：所述的三相调压控制台的输入端输入380V三相电源。

3.如权利要求2所述的变压器差动保护现场校验装置，其特征在于：所述的三个单相升压变压器输出端联接，所述的调压器连接有控制调压器在0-1100V电压输出区间调节的旋转式调压手柄。

Images