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变压器保护措施分析0引言超高压直流输电由于其特有的长处,越来越广范的得到应用这些长处包括不须考虑稳定问题;线路故障恢复力量较强;调整作用利于沟通系统的稳定;削减互联沟通系统的短路容量;超过肯定距离建设投资更经济http//.studa.net/Economic/等换流变压器是直流输电系统中必不行少的重要装备它可以提供相位差为30的12脉波沟通电压,降低沟通侧谐波电流;作为沟通系统和直流系统的电气隔离,提供阀的换相电抗;通过换流变压器可以在较大范围内调整沟通电压,以使直流系统运行在最优的状态等1换流变压器的特点
1.1短路阻抗直流输电中阀的换相过程事实上就是两相短路,为了将换向过程中的电流限制在肯定范围内,换流变压器的短路阻抗要大于一般变压器短路阻抗过大,会使换流变压器二次侧故障时短路电流较一般变压器小,因此爱护配置与整定要在这方面予以考虑
1.2直流偏磁当直流系统在运用大地回线的情况下,在一些运行工况下会有直流电流流入大地,如双极不平衡运行,单极大地回线方式等,使地电位发生改变,造成直流电流流入变压器原边绕组,使换流变压器发生直流偏磁,工作点偏移假如此直流电流过大,会导致换流变压器铁心饱和,同时损耗和温升也将增加因此,要配置相应的爱护防止这种情况下对换流变压器造成的损坏
1.3谐波由于换流器的非线性,在沟通和直流系统中将显现谐波电压和电流对于换流变压器,主要会流过特征谐波电流,即pXn+1次谐波电流(p为脉波数,n为任意正整数)在运行中,谐波电流会使换流变压器损耗和温升增加,产生局部过热,发出高频噪声,还会使沟通电网中的发电机和电容器过热,对通讯装备产生干扰这些谐波电流应加以考虑,以免对爱护装置造成影响
1.4调压分接头为了使直流系统运行在最优的工况,削减沟通系统电压扰动对直流系统的影响,换流变压器都具有较大范围的利用分接头调整电压的功能例如三峡到常州工程三峡侧换流变压器档位范围+25/-5,每档调整范围
1.25%因此爱护设计时要考虑分接头调整带来的影响,如正常运行时变比的改变等
1.5直流系统的特别运行工况由于直流掌握系统的特别调整作用,使换流变压器遇到的运行工况以及故障情况不同于一般变压器这些不同主要包括以下几点直流系统的故障相当于换流变压器的区外故障,一般短路电流都不会太大对于整流侧,穿越换流变的电流会增大,但由于直流掌握爱护系统的快速作用,很快会减小对于逆变侧,直流系统的故障会造成直流电流无法传变至沟通侧,反而会使穿越电流减小对于换流变压器爱护来说,直流系统造成的最严酷的区外故障为整流侧的阀短路故障,相当于换流变出口的两相或三相短路故障但由于直流爱护的干预,实际只会显现半个周波的两相短路对于逆变侧,由于触发角很大,阀短路时流过换流变压器的电流较整流侧小许多换流变压器发生区内故障时,直流系统一般不会提供短路电流这是由直流掌握系统的作用造成的在整流侧,功率由沟通侧转换至直流侧,换流变压器的故障只会造成这种转换的停止,而不会使功率反向,因此直流侧不会提供短路电流;在逆变侧,当故障稍微换相可以正常进行时,由于直流系统的定电流掌握特性,直流侧不会提供额外的短路电流假如故障严峻,必定造成换相无法进行(沟通电压降低),直流侧更不会提供短路电流由于直流掌握系统快速的调整作用,在需要的时分,可以快速的将功率传输由一个方向反至另一个方向,对于换流变压器来说,就会显现快速的潮流反向换流变压器爱护区内发生接地故障时,实际造成了阀的短路由于阀的单向导电性,故障电流半周电流大,半周电流小,导致差电流中含有较大的二次谐波对于逆变侧的换流变压器的区内故障,往往会导致换相失利的发生,从而在穿越电流电流中产生很大的谐波,但差电流(即提供应故障点的电流)仍主要为工频重量由于换流变压器的特别运行方式以及较大的漏抗(作为换相电抗),二次侧故障一般不会造成各侧TA的饱和,即使饱和造成爱护的“误动作也是正确的(换流变的区外即阀的区内故障,都会造成直流的停运)但对于一个半开关的接线方式,沟通系统区外故障时高压侧TA存在饱和的可能这种情况下的误动作是不行接受的,必需防止在阀未解锁前,当阀侧沟通连线存在接地故障时,并不产生接地电流,也不会对变压器造成损害但如此时不发现故障,阀一解锁后,就会造成阀的短路因此要设置爱护检测这种情况下的接地故障2换流变压器的爱护措施
2.1爱护的配置原则为了保证既牢靠又安全,在既简洁又经济的情况下,可以这样配置换流变压器爱护每台换流变压器爱护装设两台爱护装置,每台爱护装置的电源、输入独立,每台装置的输出都可以到达断路器的两个跳闸线圈以及直流掌握的两个系统每台装置实行措施防止自身误动作,而靠两装置的或出口防止故障情况下的拒动作
2.2爱护的配置及原理为了防止换流站特有的谐波对爱护的影响,爱护装置应从硬件和软件上实行措施,使爱护只针对工频重量主爱护包括稳态比率差动、差动速断、工频改变量比率差动、零序比率差动、过激磁爱护后备爱护包括过流、零序过流、过电压、零序过压、饱和爱护稳态比率差动爱护由于变比和联接组的不同,电力变压器在运行时,各侧电流大小及相位也不同在构成继电器前必需消退这些影响换流变压器的TA一般装在各侧绕组上,因此原、副边绕组电流相位相同,因此只需要对变比的影响进行补偿以下的讲述的前提均为已消退了变压器各侧幅值和相位的差异稳态比例差动爱护用来区分感受到的差流是由于内部故障还是不平衡输出(特别是外部故障时)引起装置采纳初始带制动的变斜率比率制动特性,稳态比率差动元件由低值比率差动(灵敏)和高值比率差动(不灵敏)两个元件构成为了保证区内故障的快速切除,只有低值比率差动元件(灵敏)设有TA饱和判据,高值比率差动元件(不灵敏)不设TA饱和判据对于换流变压器分接头调整造成的差动电流不平衡,可用三种方法来解决一是通过整定值躲开;二是利用浮动门槛自顺应调整;三是利用分接头位置来调整方法
一、二简洁适用,三完成起来冗杂工频改变量比率差动爱护装置中依次按相判别,当满意肯定条件时,工频改变量比率差动动作工频改变量比率差动爱护经过涌流判别元件、过激磁闭锁元件闭锁后出口由于工频改变量比率差动的制动系数可取较高的数值,其本身的特性抗区外故障时TA的暂态和稳态饱和力量较强工频改变量比率差动元件提高了装置在变压器正常运行时内部发生稍微匝间故障的灵敏度且工频改变量比率差动爱护不会受换流变压器分接头调整造成的差动电流不平衡的影响后备爱护后备爱护包括过流、零序过流、过电压、零序过压、饱和爱护3小结分析换流变压器与沟通系统的主变压器比拟所具有特点,阐述了影响,并提出了相应的爱护方案。