主變壓器差動(dòng)繼電器保護(hù)原理與故障分析

馮海寧 傅振宇 陳升武 張震

摘 要： 變壓器的主要保護(hù)是通過差動(dòng)繼電器來實(shí)現(xiàn)的，在電力系統(tǒng)中起到至關(guān)重要的地位，保障了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)變壓器機(jī)體內(nèi)出現(xiàn)故障時(shí)，主變壓器差動(dòng)繼電器會(huì)快速、準(zhǔn)確地做出反應(yīng)，使變壓器與電力系統(tǒng)切斷聯(lián)系，已達(dá)到對(duì)電力系統(tǒng)的保護(hù)的目的。本人在電工崗位工作多年，結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)、大量實(shí)踐，在變壓器差動(dòng)繼電器保護(hù)的實(shí)現(xiàn)與工作原理和故障分析上有一定了解，總結(jié)了自己的見解和經(jīng)驗(yàn)，在變壓器差動(dòng)繼電器保護(hù)的發(fā)展方面進(jìn)行了有意義的探索和研究。

關(guān)鍵詞： 主變壓器;差動(dòng)繼電器保護(hù);原理分析;故障判斷

目前我國現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展迅速，電力系統(tǒng)的發(fā)展日新月異，電力系統(tǒng)在工業(yè)發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，系統(tǒng)的可靠性保護(hù)也是我們一直研究的課題，在主變壓器保護(hù)中差動(dòng)繼電器保護(hù)是起著主要作用，是供電系統(tǒng)安全的關(guān)鍵一步，所以說對(duì)變壓器保護(hù)的研究是不可或缺的，接下來我將從主變壓器差動(dòng)繼電器保護(hù)的原理和故障為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)主變壓器差動(dòng)繼電器進(jìn)行系統(tǒng)的介紹和研究分析。

1 主變壓器差動(dòng)繼電器的工作原理

主變壓器差動(dòng)繼電器主要用于保護(hù)變壓器、點(diǎn)攻擊和發(fā)電機(jī)等，它是一種保護(hù)型的繼電器在生產(chǎn)生活中廣泛應(yīng)用大部分的電力系統(tǒng)都采用了主變壓器差動(dòng)繼電器的保護(hù)系統(tǒng)，一般分為幾種，有LCD-16型差動(dòng)繼電器、BCH型差動(dòng)繼電器和JCD型差動(dòng)繼電器等，主要原理是當(dāng)故障發(fā)生在主變壓器內(nèi)部時(shí)，在任意一項(xiàng)差速斷整定值小于差動(dòng)電流時(shí)，這時(shí)候差動(dòng)速斷就會(huì)馬上動(dòng)作，使高低壓兩側(cè)的開關(guān)隔離開，從而起到保護(hù)變壓器的作用。

1.1 LCD-16型差動(dòng)繼電器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

通過對(duì)差電流原理的研究就形成了LCD-16型差動(dòng)繼電器，變壓器工作時(shí)兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生CT二次電流，此型差動(dòng)繼電器就是利用它的二次電流到達(dá)到繼電器中，當(dāng)變壓器運(yùn)行不正常時(shí)，設(shè)備的進(jìn)端和出端的相位不同電流大小也不一樣，通過差電流完成繼電器對(duì)變壓器的保護(hù)。LCD-16型差動(dòng)繼電器的特點(diǎn)是相比于其他繼電器保護(hù)靈敏度更高，安裝更加簡單。

1.2 BCH型差動(dòng)繼電器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

目前來說使用最多最廣泛的就是BCH型差動(dòng)繼電器，BCH型帶變流器和速飽的差動(dòng)保護(hù)一般用于35kV以下的電力系統(tǒng)。在實(shí)際工作中，大多數(shù)是速飽和中間變流器的差動(dòng)繼電器保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的，這樣可以減弱勵(lì)磁涌流對(duì)差動(dòng)保護(hù)，BCH型差動(dòng)繼電器一般分為兩種，分別為BCH-1型和BCH-2型。

BCH-1型差動(dòng)繼電器工作原理是，它增加了制動(dòng)繞組部分，取消了短路線圈，當(dāng)外部短路時(shí)，短路線圈起作用，從而保護(hù)變壓器。原理是制動(dòng)線圈會(huì)流經(jīng)短路電流，使它的磁阻變大，讓二次線圈與工作線圈之間的傳變作用變差，使設(shè)備的動(dòng)作電流大大增加，這種保護(hù)在大型的變壓器中會(huì)發(fā)揮更好的效果，所以被廣泛應(yīng)用。

BCH-2型繼電器在保護(hù)線路中接法不同，它多兩個(gè)wph1和wph2平衡線圈，在差動(dòng)繼電器保護(hù)的兩個(gè)手臂上一邊一個(gè)，在差動(dòng)回路中還接有線圈wcd，這兩個(gè)線圈的接頭都可以調(diào)整。但BCH-2型差動(dòng)繼電器也有缺點(diǎn)，一是不能用于大型的變壓器保護(hù)，二是靈敏度不夠高。

1.3 JCD型差動(dòng)繼電器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

此型的差動(dòng)繼電器常用的有兩種，一種2A，一種4A，差動(dòng)部分原理大體相同，利用二次諧波和鑒別波形的原理來實(shí)現(xiàn)的。內(nèi)部構(gòu)造設(shè)置有所不同，裝有整流型差動(dòng)速斷元件，和特設(shè)的閉鎖元件。此種繼電器保護(hù)的差動(dòng)元件是使用波形判別間斷角的不同而形成的。而且每一側(cè)每一相都裝有電抗互感器。

2 主變壓器差動(dòng)繼電器的常見故障和分析

在差動(dòng)繼電器保護(hù)過程中，也會(huì)常出現(xiàn)問題，導(dǎo)致故障發(fā)生的原因很多，如差動(dòng)繼電器的非正常使用、定值和壓差的變化。下面通過對(duì)兩種繼電器保護(hù)類型的常見故障進(jìn)行講解，一種是LCD-16型差動(dòng)繼電器，一種是JCD型差動(dòng)繼電器。

2.1 LCD-16型差動(dòng)繼電器保護(hù)的常見故障與解決方法

LCD-16型差動(dòng)繼電器故障發(fā)生的原因很多，受多方面因素影響，如在安裝方式方法不成熟時(shí)會(huì)出現(xiàn)故障，在壓差較高時(shí)會(huì)出現(xiàn)故障，在定值較低時(shí)也會(huì)出現(xiàn)故障。LCD-16型差動(dòng)繼電器在使用過程中，負(fù)荷較高接近滿載時(shí)，壓差就容易升高，就繼電器來說與它匹配的抽頭有時(shí)會(huì)不適合，整定時(shí)只能用相近的抽頭，而且調(diào)整的地方也不合適，壓差肯定會(huì)偏高?；騆CD-16型差動(dòng)繼電器在正常運(yùn)行時(shí)，怎樣選擇比較合適的電抗器抽頭呢？是通過CT的變化和變壓器兩側(cè)的電流來計(jì)算出繼電器的運(yùn)行數(shù)值。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是能讓變壓器保護(hù)更為靈敏，但缺點(diǎn)是繼電器投入運(yùn)行時(shí)值會(huì)較低，在變壓器的副邊出現(xiàn)故障時(shí)，按正常理論來說繼電器會(huì)動(dòng)作起保護(hù)，但很有可能會(huì)誤動(dòng)作，原因是動(dòng)作值較低，克服這個(gè)現(xiàn)象只能將它的動(dòng)作值加大，但要注意要與設(shè)備匹配，不宜過大。這樣就基本不會(huì)產(chǎn)生繼電器誤動(dòng)作。要想有一個(gè)可靠的保護(hù)系統(tǒng)，正確的安裝方式也是必不可少的，好的調(diào)試能夠減少LCD-16型差動(dòng)繼電器故障的發(fā)生。

2.2 JCD型差動(dòng)繼電器保護(hù)的常見故障與解決方法

繼電器沒有了制動(dòng)電壓原因是制動(dòng)的濾波回路中電感線圈斷線，此時(shí)它的斷角在65度以下，這樣就可以得出當(dāng)發(fā)生穿越事故時(shí)，就會(huì)達(dá)到動(dòng)作值，從而產(chǎn)生誤保護(hù)。我們可以先從繼電器的本體進(jìn)行研究，繼電器的制動(dòng)電路是比較薄弱的，如果制動(dòng)回路的元器件發(fā)生故障，就會(huì)導(dǎo)致報(bào)警失效，就可能產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作，出現(xiàn)隱患。晶體管在電路中發(fā)揮作用時(shí)，會(huì)使有些位置絕緣降低，這樣也會(huì)使繼電器發(fā)生故障。

3 結(jié)語

通過以上的分析研究，在變壓器電力系統(tǒng)中，加強(qiáng)繼電器對(duì)變壓器的保護(hù)可靠性，是非常有必要的，繼電器保護(hù)的探索還有很長的路要走。本文結(jié)合自身工作實(shí)際，在實(shí)踐中對(duì)主變壓器差動(dòng)繼電器保護(hù)進(jìn)行分析，提出了自己的見解，在主變壓器的保護(hù)發(fā)展道路上進(jìn)行了有意義的研究。

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