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采用数字技术保护电厂变压器 Charles J. Mozina Beckwith Electric Company 6190-118th Avenue North Largo, FL 33773-3724 U.S.A. Phone (727) 544-2326 Fax (727) 546-0121 引言 传统上，电源变压器的保护已退居到变压器差动的应用和在过流继电器的备份中提供短路保护。随着现代多功能变压器包的到来，差和过流保护是许多保护和逻辑功能可分为变压器保护包内以提高用户的价值中只有的两个。其他保护功能包括过励磁保护（24），中性点过电压（59G），地面差（87GD）和低频（81U）/欠压（27）甩负荷。目前，因为经济上的考虑，其中的许多功能是通过单独的分立继电器处理或不能适用于所有的。 变压器保护的要求取决于变压器在电 力系统的位置而各不相同。本文讨论了在不同地点的变压器保护：发电厂，工业厂房，传输变电站和配电站。 由于变压器保护的要求相对应用程序上的不同而有所不同，用户通常只希望有那些为特定应用所需的功能。为了适应这种定制的功能，变压器保护功能的选择应由用户确定，而不是制造商相同于分立继电器的应用。本文讨论了使继电器的具体应用适合用户可选择的功能。 此外，使用可编程逻辑扩展数字多功能变压器保护的好处，特别是对配电变压器的应用。提供配电母线故障保护的逻辑方案已经制定，数字支线继电器后备保护和?卸载在双重配电变电站。本文针对这些计划的类型和他们的利益。 本文解决在以下具体领域的变压器保护。 1．电厂变压器保护·励磁和差克制·发电机升压单位（GSU）变压器接地故障·辅助/启动和工业变压器保护2．输电变电站变压器保护·励磁（V / HZ）保护·快速压力继电器（SPR）阻塞3．配电变电站变压器保护·低频/欠压甩负荷4．配电变电站逻辑计划·总线故 障逻辑·馈线后备逻辑·双重变电站甩负荷 变压器差动保护（87T）的应用已经在许多其他文件中有详细讨论，因此将不会在这里讨论。相反，本文集中在数字多功能变压器继电器的其他保护功能，以及这项技术可以应用的逻辑。 用户可选择的功能 由于变压器保护与应用程序的要求不尽相同，用户可选择的功能是一个重要特征。多功能数字继电器的具体配置是由用户控制的而不是制造商。成本与功能要求的水平是成正比的。用户购买昂贵的多功能变压器包，只会使许多功能失去作用，因为它们不适合此应用程序，冲淡了多功能保护的经济优势。通过在大多数应用中使用继电器所需的基本功能，然后从库中选择可选功能，为用户配置以最低的成本的具体应用的保护。图1显示了这种方法在一个双绕组中的典型应用。 图1典型的双绕组一行功能框图 电厂变压器保护 励磁和微分约束 大部分讨论变压器保护中心在差动保护检测到内部故障中的应用。然而，由于在其设计极限之外的过压和低频中运行，变压器也可以被损坏。变压器运行接近饱和曲线的弯管，因此即使一个电压的少量增加也会增加大的励磁电流，如在图2a所示 图2a典型的变压器饱和曲线 变压器C57.12连续V/Hz的能力 1.05p.u.（变压器次级基地）在额定负载，0.8?PF或更大 1.1p.u.（变压器基地）在无负载 2b V/Hz 持续能力 在变压器铁芯的磁通是与电压成正比的和频率成反比的。因此，V / Hz（24）的继电器用于提供过励磁保护。当超出的V / Hz比值，变压器磁芯出现饱和。这会导致过量磁通而出现高的层间的核心电压，反过来，导致铁烧。此外，在这个高通量水平，正常的铁磁性路径藤磁通饱进行设计和??在通量泄漏路径开始流动而无法进行设计，再次造成损害的。图3显示了一个典型的时间短的V / Hz电源变压器能力曲线。调制解调器过度激发V / Hz保护使用逆的V / Hz曲线，可以密切配合变压器能力。 图3典型变压器V/Hz短期能力曲线 在系统正常工作条件下，发电机电压调节器和其他控制设备在电力系统保持电压在变压器连续定额。然而，这在异常情况下是不会发生的，如以下：???? 1. 一个孤岛电力系统运行状况导致突然失去负载造成电压上升。如果系统在减少在这样的干扰电压的控制措施不成功的，长期过压可能发生。?????2.一台发电机的电压调节器“失控”状态导致的GSU（发电机升压单位）和辅助 变压器遇到高电压。虽然此事件频繁发生脱线，励磁可以与发电机和GSU连接到电力系统发生。对于此类事件的V/Hz水平超过1.25标幺值已被记录。????电厂变压器，尤其是GSU和辅助变压器，过压易感为上述原因。差分电路由于励磁将产生一个重大的不平衡电流。如果进行检查线的情况，如下所示，不平衡电流可以使变压器定额超过30％。实际在职情况说明“在图4a离线稳压器”失控“。图4b显示了目前这样的建设条件。 4a激磁