[发明专利]一种基于电流比变化量的变压器匝间短路保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及内置绕组互感器三相变压器匝间短路保护方法，具体涉及一种基于电流比变化量的变压器匝间短路保护方法，属于电力主设备保护技术领域。

 

背景技术

电力变压器作为电力系统中大量使用的电气主设备，它的安全运行是电力系统可靠工作的必要条件。传统三相变压器普遍采用纵差保护和瓦斯保护双重配置作为主保护。其中，传统纵差保护的电流互感器装设在变压器到断路器之间的引出线上，流过差动继电器的电流在变压器正常运行或外部故障时为不平衡电流，在内部故障时为总的故障电流，为了满足选择性，差动继电器的动作电流必须大于最大不平衡电流。但对于匝间短路，当短路的匝数较小时，其短路匝故障电流很大但反映到变压器引出线的电流变化很小，传统的差动保护对其不灵敏，这将可能导致故障继续发展恶化，从而影响系统运行的安全。为了避免这种情况的发生，传统保护中常常需要借助瓦斯保护来完成绕组匝间短路保护的目的。但是对于干式变压器，没有瓦斯继电器，这时内部匝间故障保护就成为一大问题。

因此，设计一种高度灵敏、不受其他类型故障时三相不平衡电流影响的新型匝间保护十分必要，本方法就在新型内置绕组互感器基础上基于电流比变化量来有效解决这一问题。

 

发明内容

针对现有变压器匝间短路保护中差动保护的整定值设定较高，而匝间短路的保护测量值较低，保护不能有效识别的问题，本发明提供一种基于电流比变化量的变压器匝间短路保护方法，它不受变压器外部故障或内部其他类型故障造成的三相不平衡电流的影响，能提高保护动作的灵敏度，同时具有良好的选择性，从而显著提高变压器匝间短路保护正确动作率。

本发明实现上述目的的技术解决方案如下：

一种基于电流比变化量的变压器匝间短路保护方法，本方法采用启动判别加延时验证的保护模式，按如下步骤进行：

（1）在三相变压器每相绕组原边侧与副边侧安装电流互感器，且同一绕组原边侧与副边侧电流互感器完全相同，由电流互感器采集每相绕组原边侧与副边侧入线端电流；

（2）根据各电流互感器采集得到的电流数据计算出每相绕组原边侧与副边侧电流之比                                               ，再以为时间间隔，得到相邻两时刻电流比变化量，，令此电流比变化量为启动电流比变化量；所述时间间隔按躲过匝间故障暂态过程考虑，取3～5个周波；

（3）以电流互感器采集到的电流数据均不为零、且任意相启动电流比变化量的绝对值大于设定的保护整定值这两个条件为保护延时启动判据，当启动条件成立时，开启保护延时；否则重复步骤（3）进行保护延时启动判断；

（4）令保护延时启动后每相绕组原边侧与副边侧电流比与延时前对应相绕组原边侧与副边侧电流比之差为动作电流比变化量，若三相中任意一相的动作电流比变化量大于设定的保护整定值，且启动后的延时大于设定的延时校验时间，则保护动作条件成立，进入下一步；否则重复步骤（3）重新开始延时启动条件的判定；设定的延时校验时间按系统故障到故障消除的时间计算，为5～10s；

（5）进行变压器抽头调节判定，若不是变压器抽头调节，则认为是匝间短路故障，保护装置即可动作，跳开变压器各侧的断路器，切除绕组故障。

本发明计算原边侧与副边侧的电流比及相邻时间间隔的电流比变化量；在变压器正常运行情况下，内部绕组磁通结构不变，电流比保持恒定，相邻时刻的电流比变化量几乎为0。当变压器绕组匝间短路时，等效于内部绕组匝数的变化，此时电流比变化量的绝对值超过保护动作整定值。但当变压器发生其他类型故障时，电流比变化量也可能大于保护整定值，此时保护应闭锁；由于轻微匝间短路故障能允许较长时间存在，但其他类型故障会被纵差保护及时切除，因此采取启动判别加延时动作的方式来躲过其他类型故障的影响。

与现有技术相比，采用本发明的匝间短路保护方法具有如下有益效果：

1）采用本发明启动判别加延时验证的方法，不受外部故障或内部其他故障的影响，能够正确识别微小的匝间短路，从而显著提高变压器匝间短路保护的灵敏度，并且在干式变压器中也同样适用。

2）当变压器出现其他类型故障时，在延时整定时间内被变压器纵差保护切除，而匝间短路故障可以待延时后再行处理，由于此延时元件的设立，使本保护具有良好的选择性，从而显著提高保护的正确动作率。