干式变压器微机综合保护中低压零序保护的分析

1.概述：目前内外微机保护厂家在设计低压干式变压器低压零序保护时，一般都是将低压零序CT的二次电流直接送至保护器进行采样、定值比较和逻辑判断，然后出口跳闸。但考虑到干式变压器低压侧零序CT与其综合保护装置(干式变压器高压断路器柜)距离较远，零序CT二次电缆电阻很高(如760m/4mm铜缆电阻为7欧姆)，多台变压器低压侧出口接地短路。如果零序电流直接送至综合保护装置，零序CT会严重饱和，导致综合保护动作不及时或拒动。2.分析：微机保护厂家设计的低压零序CT二次电流直接送至保护器采样、定值比较、逻辑判断，然后出口跳闸。原理分析没有错，但实际应用中要注意。一般低压干式变压器的安装位置非常靠近干式变压器的低压侧，其保护装置通常安装在干式变压器高压侧的断路器柜上。发电厂部分低压干式变压器距离10KV或6KV配电室1公里以上。此时如果零序CT二次电流直接送到综合保护的安装地点，零序CT二次电缆电阻很大，零序CT严重饱和，导致综合保护动作不及时或拒动。3.保护电流互感器的分析：际电工委员会电流互感器际标准185-1996:例：保护电流互感器的参数为：15伏安等级10P20精度极限系数精确极限系数保护继电器的精度极限系数精确等级额定容量保护继电器的额定容量为15伏安，其二次侧输出电压应比额定电流5 A的阈值低(15/5)伏，而电流互感器二次侧的输出电压范围为3V至(20*3)伏如果CT的二次负载电阻为0.6欧姆，那么60V/0.6欧姆=100A，说明当二次负载电阻为0.6欧姆时，当二次电流小于100A时，CT的误差仍然可以在10以内。如果CT的二次负载电阻增加10倍(6欧姆)，那么60V/6欧姆=10A，说明在二次负载电阻为6欧姆时，当二次电流小于10A时，CT的误差仍然可以在10以内。我厂供水变距6KV配电室为760m，760m平方毫米铜缆电阻为7欧姆，忽略CT二次其他阻抗参数时为60/7=8.6A，说明在二次负载电阻为7欧姆的情况下，当二次电流小于8.6A时，CT误差仍可在10以内。实际西北电力设计院计算出干式变压器低压侧出口的较大接地短路电流为30KA，当变比为2500/5时，CT二次的理论值为30000/500=60A，7欧姆负载下允许为8.6A，与理论值60A相差甚远。当干式变压器低压侧出口实际较大接地短路电流为30KA时，CT二次电流可能为10A，CT严重饱和，实际短路电流无法计算，从以上分析可以看出，保护装置的安装位置越靠近CT的安装位置，CT的二次电缆越短，二次负载的电阻越小。出口短路时CT不易饱和，一次电流成比例变成二次电流，有利于保护的正确动作。4.解决方案：几台变压器距离6KV配电室较远，较好就近安装干式变压器低压零序保护。例如，如果安装在干式变压器的小房间内，电流互感器二次电缆短，二次负载电阻小，因此电流互感器在出口短路时不易饱和，因此电流互感器的二次负载电阻很大 #p#分页标题#e#

中电力科学研究院MPW-4.2T干式变压器综合保护低压零序保护采用变送器技术的方法解决问题，具体如下：电流互感器的工作原理大家都很熟悉，中电力科学研究院MPW-4.2T低压零序保护采用这一原理。干式变压器室内的零序电流互感器接线盒处安装一个响应速度为1毫秒的电流互感器，零序电流互感器的二次电流为0安培小时。当零序电流互感器二次电流为60 A时，电流互感器输出DC 4 mA，而电流互感器输出DC 20 mA，因为电流互感器的输出采用恒流源原理，即当电流互感器输出的负载电阻(如电缆电阻)在250欧姆以内时，零序电流互感器二次电流与电流互感器输出的DC电流成正比，保护装置变为DC电压信号，供CPU采样操作。能有效解决CT二次电缆过长导致CT饱和无法利用干式变压器微机综合保护的低压零序保护功能的问题。来源：变电站运行技术网