[发明专利]电流反馈式电压差动保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及电流反馈式电压差动保护装置，主要应用于变压器匝间短路保护，属于电力系统继电保护领域。

背景技术

目前电压差动对变压器匝间短路的保护(检测)装置，利用电压克隆方案对变压器线圈进行逐一保护，在原理上解决了变压器由于外部或内部原因发生匝间或相间短路故障时不能及时发现故障的初始小能量状态问题，从而避免故障扩大导致发生着火等较严重大容量短路；同时能够在出现短路故障后直接判定短路故障点，使变压器修复工作效率大幅提高，填补了国内小容量变压器没有安装继电保护的空白，大容量变压器纵差的后备保护(目前现有的变压器都配有两套保护，但是普遍的情况是这两套保护都是电流差动保护，唯一不同的是一套保护的励磁涌流采用二次谐波制动识别，另一套保护的励磁涌流采用间断角或者其他原理，这实质上并不是两套不同原理的主保护，而如装上电压差动保护，才是正真的双保护或三保护)。现有电压差动对变压器匝间短路保护的检测装置存在如下缺点：一是保护装置的安装与变压器结构的配合存在一定困难，保护装置安装必须在变压器低压绕组中间抽取抽头，但是在现有的电力变压器低压绕组中间上抽取抽头是不可能的，因此克隆差动并不是被广泛应用的差动保护原理；二是保护装置的克隆原理采用高压、低压分别克隆比较，忽略了低压二次侧输出电压是随负载的变化而变化的，从而在应用过程中产生电压差动误动作。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的缺点，提供一种在不改变原有保护性能的基础上，解决保护装置结构配合难的问题，且能够有效地防止二次侧电压波动的情况，结构简单，使用效果好，更具有安全可靠性的电流反馈式电压差动保护装置。

本发明电流反馈式电压差动保护装置的技术方案是：包括安装在单相高压供电线路上的单相变压器，单相变压器包括高压侧和低压侧，其特征在于所述的单相变压器的高压侧联接电压互感器，单相变压器的低压侧串联负载与电流互感器的一次侧构成回路；所述电流互感器的二次侧串联电抗器，在电抗器的两端并联隔离变压器的高压侧，隔离变压器的低压侧串联可调电阻，可调电阻提取隔离变压器的低压侧一部分电压反馈到单相变压器的低压侧叠加，单相变压器的低压侧反馈叠加后的电压Ub+Uc与电压互感器的输出电压Ua经比较器比较后的结果输出到继电器。

本发明的电流反馈式电压差动保护装置，在单相变压器高压侧联接单独专用的电压互感器，电压互感器能够按照要求与被保护的单相变压器进行相应挡位的调整，并且电压互感器的二次电压Ua与单相变压器的二次电压Ub相等，并对其进行单相变压器各侧不同接线形式的相位校正和一次侧电压互感器变比的幅值平衡计算，最后通过整流计算求出各电气量的幅值形式。由于单相变压器二次侧电压Ub随带负载能力的变化而变化，而电压互感器的二次电压Ua几乎不变，因此在实际应用中Ua≠Ub。在此基础上，对单相变压器二次侧电压进行变化补偿，由负载串联电流互感器一次侧，电流互感器二次侧感应的电流，通过电抗器取得电压Uc，利用隔离变压器对电抗器两端的电压Uc进行隔离处理，以减少干扰。最后对隔离出的电压Uc进行可调反馈叠加到单相变压器二次侧。将测量后的信号由比较器进行比较处理，根据比较后输出的电压值作为继电器的输入信号与继电器本身的整定值进行比对，在继电器整定值的范围内，继电器不动作，超过继电器整定值的范围，继电器动作，可以用来预防事故或缩小事故范围提高单相变压器运行的可靠性。本方案在不改变原有保护性能的基础上，解决了现有电压差动保护装置结构配合的难题，且能够有效地防止二次侧电压波动的情况，结构简单，使用效果好，更具有安全可靠性。

附图说明

图1是本发明电流反馈式电压差动保护装置电路示意图。

具体实施方式

本发明涉及一种电流反馈式电压差动保护装置，如图1所示，包括安装在单相高压供电线路上的单相变压器1，单相变压器1包括高压侧和低压侧，其特征在于所述的单相变压器1的高压侧联接电压互感器2，单相变压器1的低压侧串联负载3与电流互感器4的一次侧构成回路；所述电流互感器4的二次侧串联电抗器5，在电抗器5的两端并联隔离变压器6的高压侧，隔离变压器6的低压侧串联可调电阻8，可调电阻8提取隔离变压器6的低压侧一部分电压反馈到单相变压器1的低压侧叠加，单相变压器1的低压侧反馈叠加后的电压Ub+Uc与电压互感器2的输出电压Ua经比较器7比较后的结果输出到继电器9。本方案在单相变压器1高压侧联接单独专用的电压互感器2，电压互感器2能够按照要求与被保护的单相变压器1进行相应挡位的调整，并且电压互感器2的二次电压Ua与单相变压器1的二次电压Ub相等，并对其进行单相变压器1各侧不同接线形式的相位校正和一次侧电压互感器2变比的幅值平衡计算，最后通过整流计算求出各电气量的幅值形式。由于单相变压器1二次侧电压Ub随带负载能力的变化而变化，而电压互感器2的二次电压Ua几乎不变，因此在实际应用中Ua≠Ub。在此基础上，对单相变压器1二次侧电压进行变化补偿，由负载3串联电流互感器4一次侧，电流互感器4二次侧感应的电流，通过电抗器5取得电压Uc，利用隔离变压器6对电抗器5两端的电压Uc进行隔离处理，以减少干扰。最后对隔离出的电压Uc进行可调反馈叠加到单相变压器1二次侧。将测量后的信号由比较器7进行比较处理，根据比较后输出的电压值作为继电器的输入信号与继电器本身的整定值进行比对，在继电器整定值的范围内，继电器不动作，超过继电器整定值的范围，继电器动作，可以用来预防事故或缩小事故范围提高变压器运行的可靠性。具体比较过程：将电压互感器2二次侧电压Ua与单相变压器1反馈后的二次电压Ub+Uc进行比对，如果比对的结果在整定值的范围内，认为单相变压器1高压侧的匝数未发生问题。此外在压差小于整定的数值时，认为单相变压器1低压侧的匝数发生问题，如果比对结果超过整定的比例范围，认为单相变压器1高压侧的匝数发生问题，以上两种故障都需输出一个保护信号，给保护系统一个确定的动作信号，认定单相变压器线圈发生短路或故障。本方案在不改变原有保护性能的基础上，解决了现有电压差动保护装置结构配合的难题，且能够有效地防止二次侧电压波动的情况，结构简单，使用效果好，更具有安全可靠性。