[发明专利]电炉变压器纵差保护方法

说明书

技术领域

本发明属于电力网系统继电保护领域，涉及电炉变压器纵差保护方法。

背景技术

各种矿山冶冻企业(如轧钢厂等各种矿石冶炼厂)应用一种特殊性能及结构 的电炉变压器，多为Y/Δ-11/Δ-11或Y-Y-12/Δ-11接线方式，高压侧电压为 35～220Kv，低压侧输出电压为几十伏至200伏左右直接供电给电弧型电炉，产 生高温来冶炼矿石。高压侧电压取自电力系统，基本稳定，低压侧电压可在广泛 范围内(约50％)调压。

电炉变压器中有一种称为共铁芯式电炉变压器，其特点是主变压器及调压变 压器共用一个铁芯，故称为共铁芯式。这种电炉变压器的保护装置在当前国内外 都只是采用简单的过电流保护，保护性能差，当电炉变压器内部短路故障时(绝 大多数为匣间短路或单相接地短路)经常出现过流保护拒动现象，致使电炉变压 器烧毁，严重影响冶炼企业的安全生产。

电弧炉变压器的纵差保护方案可以采用传统的分侧差动保护方案，但该方案 共需18个电流互感器，用户不愿接受，而采用本发明提出的高、中、低压测三 点大差动纵差保护方案，可使电流互感器数量减小到9个，并且保护性能并不变 差，且低压侧Δ接电流也不需要进行相位校正。该三点大差动纵差保护方案可以 有效地反应电炉变压器的单相接地故障及匝间短路故障。

发明内容

本发明的目的是提供一种保护性能高，需要电流互感器数量小的电炉变压器 纵差保护方法。

为实现上述目的，本发明的电炉变压器纵差保护方法采用高、中、低压侧三 点大差动保护，步骤如下：

(1)在电炉变压器的高、中压侧的每一相分别接入电磁式电流互感器，并 在该电炉变压器的低压侧的每一相分别接入采用基于Rogowski线圈的电子式电 流互感器，且高、中、低压侧电流互感器均为Y接；

(2)由电炉变压器的高、中、低压侧电流互感器的测量值计算纵差保护的 差动电流I_op、制动电流I_res，公式如下：

式中I_H、I_中、I_Δ分别为纵差保护高压侧、中压侧、低压侧电流互感器同相侧 一次侧电流；

(3)纵差保护为比率制动式，三相组成“或”门输出，动作方程为：

式中I_op.set＝I_opo+S(I_res-I_reso)，启动电流I_op0、拐点电流I_res0、制动系数S 为保护的整定值；

(4)判断差动电流的大小是否满足制动方程的要求，若差动电流的大小满 足制动方程的要求，则保护判定变压器发生区内故障，保护跳闸，若差动电流的 大小不满足差动方程的要求，则保护判定变压器无区内故障发生，保护不动作。

进一步的，本方法适用于Y/Y-12/Δ-11型电炉变压器。

进一步的，低压侧一次电流I_Δ为其二次输出电压信号的积分I_Δ＝K∫udt， 式中，u为Rogowski线圈输出电压信号，K为比例系数，它取决于Rogowski线 圈的制作参数。

进一步的，所述步骤(3)中取I_op0＝0.4I_e，I_res0＝I_e，S＝0.6，I_e为电炉变 压器额定电流。

进一步的，低压侧一次电流I_Δ不进行相位校正。

本发明的电炉变压器纵差保护方法，不仅能有效地反应电炉变压器的故障并 精确地动作，而且使电流互感器数量减小到9个，用于乐于接受，减少了投入经 费，同时，低压侧电流互感器使用Rogowski线圈电流互感器，解决了传统电磁式 电流互感器不能测量特别大电流的问题，并且本发明的方法使得电炉变压器的 高、中、低压侧电流都不需要进行相位校正，简化了运算。

附图说明

图1是本发明动作方程的二折线示意图；

图2是纵差保护内部高压绕组单相接地短路电流流动图；

图3是纵差保护范围外部单相接地短路电流流动图；