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大电流接地变压器的中性点保护方式及改进方案
电力系统中,接地故障常常是故障的主要形式。因此,大电流接地系统中的变压器,一般要求在变压器装设接地(零序)保护,作为变压器本身主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护。变压器接地保护是由装在变压器中性点与接地点之间的电流互感器、放电间隙、变压器综合保护装置组成。
变压器中性点隔离开关在合位,即变压器中性点接地运行。此时应投入零序过电流保护;变压器中性点隔离开关在分位,即变压器中性点不接地运行,此时应投入零序过电压保护和间隙放电零序过电流保护。
实际运行表明,该保护在各级电网中经受住了考验,未发生误动、拒动。同时在现代电网设计中基本采用这一保护方式。
总结变压器实际运行的经验,笔者认为无论是全级绝缘变压器还是分级绝缘变压器,全部采用这种接线方式是没有必要的,尤其是在装设放电间隙电流保护时,是多余的,使保护复杂化而不利于设备运行,应采用图2接线。简化后的接线并没有降低保护的功能,只取消了变压器的中性点放电间隙及零序电流互感器,投入零序过电流保护和零序过电压保护。
减小励磁涌流的措施:
防止励磁涌流的影响,采用具有速饱和变流器的继电器是国内目前广泛采用的一种方法。当外部故障时,所含非周期分量的 不平衡电流能使速饱和变流器的铁芯很快地单方面饱和,传变性能变坏,致使不平衡电流难于传变到差动继电器的差动线圈上,保证差动保护不会误动。
内部故障时虽然速饱和变流器一次线圈的电流也含有一定的非周期性分量,但它衰减得快,变压器投入运行时,由于励磁涌流的作用,在变压器回路中产生大量的谐波分量,其中以二次谐波为主。其 值高于额定电流的几倍,因此引起差动保护动作。
一般经过1.5~2个周波即衰减完毕,此后速饱和变流器一次线圈中通过的完全是周期性的短路电流,于是在二次线圈中产生很大的感应电动势,并使执行元件中的相应电流也较大,从而使继电器能灵敏地动作。速饱和变流器正是利用容易饱和的性能来躲过变压器外部短路不平衡电流和空载合闸励磁涌流的非周期分量影响。
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